Поршневые компрессоры против винтовых: битва на равных?

Производительность и работа под нагрузкой

Продолжительность работы под нагрузкой – это основное отличие между поршневым и винтовым компрессором. Это процент времени, в течении которого компрессор может непрерывно работать без риска перегрева и чрезмерного износа узлов. Для небольших поршневых компрессоров, обычно под такими подразумеваются машины до 11 кВт мощности двигателя, этот параметр равен 60-70%. Из-за этого используются поршневые компрессоры избыточной мощности со встроенным или внешним ресивером сжатого воздуха большого объема. Но даже в таком виде есть риск не справиться с нагрузкой в периоды пикового потребления сжатого воздуха. Если же увеличивается среднее потребление воздуха на предприятии (в случае расширения или просто в сезон), вынужденный простой компрессора станет причиной прямых убытков.

Винтовые компрессоры могут работать под нагрузкой 100% времени в случае необходимости. Это возможно благодаря жидкостному охлаждению. Причем, в данном случае, система охлаждения встроена в компрессор и полностью замкнута сама на себя. Жидкостное охлаждение (обычно масляное) обеспечивает следующие основные функции:

• смазка подшипников винтового блока;
• удаление загрязнений из воздуха;
• недопущение контакта винтов между собой и корпусом блока;
• отвод тепла образующегося в процессе сжатия воздуха.
  
  

Температура и влажность

Эти критерии качества сжатого воздуха имеют несколько меньшее значение чем предыдущие, однако при прочих равных условиях более сухой и холодный воздух предпочтительнее.
Поршневые машины работают в интервале температур от 120 до 200 С и более. Воздух на выходе из компрессора охлаждается принудительно, одновременно с компрессорной головкой, а также в ресивере. Однако при длительной работе степень охлаждения воздуха уменьшается из-за прогрева воздуховодов и ресивера. Винтовой компрессор имеет рабочую температуру около 75-85 С причем воздух принудительно охлаждается до температуры окружающей среды плюс 20-25 С, встроенными в агрегат средствами. Основное значение температуры – это ее влияние на влажность. Чем выше температура, тем выше точка росы и тем больше влаги может находиться в воздухе. Только при оснащении поршневых машин внешними охладителями сжатого воздуха возможно достичь той же точки росы как и для винтовых компрессоров в штатном исполнении. Для многих окрасочных работ и при использовании специального инструмента требуется очень низкая точка росы питающего их сжатого воздуха, поэтому затраты на ее достижение для винтовых машин в целом ниже.

Расход масла на унос

В результате износа цилиндров, поршней, клапанов и поршневых колец производительность снижается с увеличением времени наработки агрегата. Побочным неприятным эффектом этого является и увеличение уноса масла из-за увеличивающихся зазоров в узле поршень-кольца-цилиндр. Помимо расходов на поддержание требуемого уровня смазки, очень неприятной является необходимость дополнительной очистки сжатого воздуха от масла при проведении окрасочных работ. Для винтовых агрегатов рост расхода масла на унос с увеличением времени наработки или отсутствует вовсе или незначителен. Помимо того, базовый унос масла для винтовых и поршневых машин отличается фактически на порядок.
Для винтовых он не выше 3-5 мг/м3 сжатого воздуха. Для полноты картины, конечно, нужно учитывать, что стоимость масла для винтовых компрессоров выше.

Энергетическая эффективность

Данный параметр не так важен для обоих видов компрессоров с двигателями общей мощностью до 11 кВт. Расход электроэнергии на производство сжатого воздуха для них практически не отличается. Однако картина меняется при росте производительности оборудования. Разница в затратах может достигать 10 и более процентов в пользу винтовых компрессоров. Все-таки именно этот момент требует отдельных исследований и не так однозначен. В разных условиях измерения и работы компрессоров энергетическая эффективность не может являться определяющим параметром при сравнении.

Стоимость обслуживания

Типичное обслуживание поршневых компрессоров проще чем их винтовых собратьев. Замена масла, ремней и воздушного фильтра – это обычно и все обслуживание. Никакой специальной квалификации обслуживающего персонала не требующее. Добавим, что доступ к узлам требующим обслуживания также намного легче у поршневых машин. У винтовых машин помимо описанных мероприятий появляются еще связанные с обслуживанием масляного фильтра и сепаратора, а также воздушно-масляного радиатора. Обычно требуется настройка контроллера управляющего агрегатом в связи с истечением времени между регламентными обслуживаниями, жестко прошитым в контроллере. Картина разительно меняется, когда текущее ТО подразумевает обязательный ремонт поршневого компрессора с заменой колец, клапанов или наступление времени капитального ремонта.