И поршневые компрессоры с масляной смазкой, и винтовые компрессоры с масляной смазкой производят сжатый воздух. Это очевидно. Но то, как они этого добиваются — и как ведут себя день за днём в производственных условиях — не может быть более разным. Это различие имеет гораздо большее значение, чем ожидают многие покупатели, приобретающие такую технику впервые.
В данном сравнении основное внимание уделяется именно винтовым компрессорам с масляной смазкой, поскольку именно они являются наиболее широко используемым типом винтовых компрессоров в различных областях промышленности. Не безмасляные. Не спиральные. Винтовые компрессоры с масляной смазкой — именно их в конечном итоге рассматривают большинство предприятий, когда их поршневые установки перестают удовлетворять потребностям.
Как на самом деле работает каждый тип
Поршневые компрессоры — надежные и проверенные «рабочие лошадки»
Большинство людей хотя бы раз видели поршневой компрессор. Коленчатый вал приводит в движение один или несколько поршней внутри цилиндров. Воздух всасывается при нижнем ходе, сжимается при верхнем ходе и выталкивается наружу через нагнетательный клапан. Принцип его работы прост — и именно эта простота является частью его привлекательности.
Однако выходной поток по своей природе носит пульсирующий характер. Каждый ход поршня создает импульс сжатого воздуха, поэтому поршневые компрессоры почти всегда комплектуются накопительным баком для сглаживания колебаний. Одноступенчатые модели рассчитаны на умеренное давление; двухступенчатые версии сжимают воздух дважды, обеспечивая более высокое выходное давление в PSI.
Они громкие, просты в конструкции и доступны повсеместно.
Винтовой компрессор с масляным смазыванием — конструкция, обеспечивающая непрерывную работу
В основе своей винтовые компрессоры работают по иному принципу. Два спиральных ротора — «мужской» и «женский» — входят в зацепление внутри герметичного корпуса. При их вращении воздух захватывается между лопастями и стенкой корпуса, а затем постепенно сжимается по мере продвижения от впускного к нагнетательному концу.
Что делает Винтовые воздушные компрессоры с масляным смазыванием Отличительной особенностью является впрыск масла. Во время работы масло заполняет камеру сжатия. Оно уплотняет крошечные зазоры между роторами, отводит тепло, выделяющееся при сжатии, и смазывает движущиеся детали. Далее по потоку маслоотделитель удаляет масло из воздуха до того, как он поступает в систему распределения.
В результате обеспечивается плавный, непрерывный поток воздуха — без пульсаций и циклических колебаний. Эти установки рассчитаны на круглосуточную работу без перерывов.
Основные различия — сравнение
И вот здесь дело становится конкретным. В приведенной ниже таблице представлены наиболее значимые для принятия решения различия между поршневыми и винтовыми компрессорами с масляным впрыском:
| Фактор | Поршневой компрессор | Винтовой компрессор с масляной смазкой |
|---|---|---|
| Рабочий цикл | 50–70% (требует периодов охлаждения) | 100% непрерывный |
| Доставка воздушным транспортом | Пульсирующий | Плавный, равномерный |
| Уровень шума | 80–95 дБ (громко) | 65–80 дБ (заметно тише) |
| Типичный срок службы | 10–15 лет (насосный агрегат) | 20–30+ лет (компрессорный блок) |
| Техническое обслуживание | Чаще всего — клапаны, кольца, прокладки | Реже — масло, фильтры, сепаратор |
| Энергоэффективность | Неплохо при полной нагрузке; плохо при частичной нагрузке | Модели VSD отлично справляются с переменным спросом |
| Первоначальная стоимость | Нижний | Более высокая (часто в 2–5 раз при аналогичном значении CFM) |
| Максимальное давление | Более 300 PSI (многоступенчатый) | Обычно 100–225 PSI |
| Наилучшим образом подходит для | Периодическое использование с небольшой нагрузкой | Непрерывная промышленная эксплуатация |
На бумаге некоторые из этих различий кажутся незначительными. На практике же некоторые из них — в особенности рабочий цикл и энергоэффективность — становятся определяющими факторами при принятии решения о покупке для крупных предприятий.
Рабочий цикл — разница, которая застаёт людей врасплох
Это, пожалуй, самый важный фактор, который при этом чаще всего упускают из виду.
Поршневые компрессоры не рассчитаны на непрерывную работу. Большинство из них рассчитано на рабочий цикл 50–70%, что означает, что между циклами сжатия им требуется время простоя для охлаждения. Если заставить поршневой компрессор работать сверх номинального рабочего цикла — например, при непрерывной эксплуатации для обработки на станках с ЧПУ, пескоструйной очистки или в загруженной автомастерской — это приведет к перегреву, ускоренному износу колец и преждевременному выходу из строя. Иногда это происходит уже через несколько месяцев.
В отличие от них, ротационные винтовые компрессоры рассчитаны на круглосуточную работу. Их эксплуатация в режиме «24/7» не является ненадлежащим использованием — это именно тот случай, для которого они предназначены. Для любых производственных процессов, где потребность в сжатом воздухе носит постоянный, а не периодический характер, уже одно это отличие зачастую решает вопрос.
Общая стоимость владения — не только цена на ценнике
Затраты на энергию занимают главенствующее место
Вот цифра, которая удивляет многих: доля электроэнергии, как правило, составляет 70–80% от общей стоимости компрессора за весь срок эксплуатации. Стоимость покупки? Это лишь малая часть той суммы, которую вы потратите на его энергоснабжение.
Именно в этом и заключается главное преимущество винтовых компрессоров с приводом с регулируемой скоростью (VSD). Агрегат с VSD плавно регулирует скорость вращения двигателя вверх и вниз, чтобы в режиме реального времени соответствовать фактической потребности в воздухе. В периоды низкой нагрузки он снижает скорость и потребляет меньше энергии. Поршневые компрессоры, напротив, работают либо под нагрузкой, либо без нагрузки — либо циклически включаются и выключаются — что приводит к потере энергии в режимах частичной нагрузки.
За 10-летний период эксплуатации экономия энергии, достигаемая за счет использования винтового компрессора с частотно-регулируемым приводом (VSD), рассчитанного с учетом реальных потребностей, может быть весьма значительной. Во многих случаях этого достаточно, чтобы полностью компенсировать более высокую первоначальную стоимость.
Техническое обслуживание и простои
У поршневых компрессоров больше деталей, подверженных износу — поршневые кольца, клапаны, прокладки, подшипники шатунов. При интенсивной ежедневной эксплуатации эти детали требуют более частого внимания. У винтовых компрессоров меньше точек механического износа, и техническое обслуживание в основном носит плановый характер: замена масла, замена фильтров, замена элементов сепаратора. Это более предсказуемо, проще в планировании и, как правило, меньше мешает работе.
Затраты, связанные с незапланированными простоями — упущенные заказы, простаивающие работники, остановленные производственные линии — редко фигурируют в сравнительных таблицах технических характеристик, но обязательно отражаются в реальных операционных бюджетах.
Когда поршневой компрессор по-прежнему остается лучшим выбором
Было бы несправедливо утверждать, что поршневые компрессоры устарели. Это не так. В определенных случаях они по-прежнему остаются более разумным выбором:
- Периодическое использование в условиях небольшой нагрузки — небольшая столярная мастерская, в которой используются гвоздезабивной пистолет и продувочная насадка.
- Требования к очень высокому давлению — Многоступенчатые поршневые агрегаты обеспечивают давление, недостижимое для стандартных винтовых компрессоров.
- Ограниченные бюджеты при действительно низком спросе — если компрессор работает всего несколько часов в неделю, экономическая целесообразность приобретения винтового компрессора не оправдывает вложений.
- Портативность — На строительных площадках и в мобильных установках в подавляющем большинстве случаев используются поршневые компрессоры.
Ошибка заключается не в том, чтобы выбрать поршневой компрессор. Ошибка заключается в том, чтобы выбрать его в тех случаях, когда для конкретной задачи требуется непрерывная работа, а потом удивляться, почему он постоянно выходит из строя.
Если вы хотите узнать больше о винтовых воздушных компрессорах с масляной смазкой, пожалуйста, ознакомьтесь с Что такое винтовые воздушные компрессоры с масляной смазкой?.
Часто задаваемые вопросы
Означает ли «смазка маслом», что сжатый воздух будет содержать масло?
Да — в определенной степени. Все винтовые компрессоры с масляным впрыском производят воздух со следовым содержанием масла, которое после встроенного маслоотделителя обычно составляет 2–5 ppm. Для большинства общепромышленных применений (пневматические инструменты, пневмоцилиндры, продувка) это вполне приемлемо. Для областей применения, требующих более чистого воздуха — упаковка пищевых продуктов, фармацевтические процессы, окраска — дополнительные коалесцирующие фильтры или фильтры с активированным углем могут снизить содержание масла практически до нуля. Для действительно безмасляных применений может потребоваться компрессор, относящийся к классу безмасляных компрессоров.
Обслуживание винтового компрессора сложнее, чем поршневого?
Не совсем — это скорее другое, а не более сложное. Техническое обслуживание винтовых компрессоров сводится к замене жидкостей, фильтров и элементов сепаратора через определенные промежутки времени, рассчитанные по наработке. Эти работы предсказуемы и поддаются планированию. Техническое обслуживание поршневых компрессоров может казаться более реактивным — замена клапанов, вызванная снижением производительности, износ колец, обнаруживаемый по увеличению утечки газа, а также поломки прокладок, приводящие к утечкам. Винтовые компрессоры, как правило, благосклонны к плановому обслуживанию; поршневые же требуют постоянной бдительности.
При каком объеме производства переход с поршневого компрессора на винтовой начинает окупаться?
Единого порогового значения в кубических футах в минуту (CFM) не существует, но на многих предприятиях отмечается приблизительный порог: как только потребность в сжатом воздухе стабильно превышает 6–8 часов в сутки, ограничения по рабочему циклу и энергонеэффективность поршневого компрессора начинают обходиться дороже, чем надбавка к цене винтового компрессора. Предприятия, работающие в две или более смен, почти всегда приходят к выводу, что правильно подобранный по мощности винтовой компрессор с масляным впрыском окупается в течение нескольких лет за счет снижения расходов на электроэнергию и сокращения затрат на техническое обслуживание.
