Blog

Kompresor śrubowy czy łopatkowy - jak dobrać urządzenie do naszych potrzeb?

18 stycznia 2017 godz. 15:07

Kompresor śrubowy czy łopatkowy - jak dobrać urządzenie do naszych potrzeb?

Powodem popularności sprężarek jest to, że sprężone powietrze jest bezpiecznym, czystym i łatwym do wykorzystania medium przenoszącym energię. Z reguły narzędzia pneumatyczne są bardziej wydajne i zazwyczaj lżejsze od standardowych narzędzi elektrycznych lub zasilanych bateryjnie urządzeń akumulatorowych i dzięki temu oszczędzają czas i środki finansowe użytkownika.

Konstrukcja sprężarek ewoluowała do bardzo niezawodnych urządzeń niezbędnych w większości zastosowań przemysłowych i mimo, że posiadają tą samą funkcję tj. zwiększenie ciśnienia gazu i zmniejszenie jego ilości to istnieje wiele rodzajów sprężarek.Najczęściej spotykanymi typami sprężarek powietrznych są sprężarki wyporowe, a wśród nich tłokowe, śrubowe i łopatkowe. 

Pozostaje pytanie, jak wybrać urządzenie najbardziej pasujące do naszych potrzeb?

SPRĘŻARKA TŁOKOWA

Sprężarki tłokowe są najbardziej popularne w zastosowaniach domowych, małych warsztatach lub jako punktowe źródło sprężonego powietrza oddalone od sieci, gdzie czas ich eksploatacji nie wymusza ciągłej pracy. Większość konstrukcji wymaga następującego reżimu: maksymalnie 60% pracy/40% odpoczynku. Idealny jest natomiast podział 50%/50%. który pozwala na wystudzenie pompy sprężarki. Dodatkowo należy pamiętać, że czas pracy sprężarki nie powinien jednorazowo przekraczać 10-15 minut w zależności od warunków otoczenia.

Sprężarki tłokowe generują wysoki poziom hałasu na poziomie 85-95 dB. Stosowane ostatnio obudowy wyciszające mogą obniżyć poziom głośności o 10-15dB, jednak zwiększają tym samym wymagania dotyczące codziennej obsługi – poziom oleju w sprężarce i wentylacja obudowy w celu jej schłodzenia stają się krytyczne dla prawidłowej eksploatacji.

Trwałość profesjonalnych sprężarek tłokowych jest ograniczona do kilku tysięcy godzin pracy. Najwyższe trwałości osiągają sprężarki niskoobrotowe, dwustopniowe, o układzie cylindrów V i zabudowane na przewymiarowanych zbiornikach, ale i w takim przypadku gwarancja techniczna producenta wynosi maksymalnie 2 lata.

Sprężone powietrze produkowane przez sprężarki tłokowe o smarowaniu olejowym charakteryzuje pulsacja, zaolejenie i zawilgocenie. Z tego względu w przypadku zasilania precyzyjnych odbiorników sprężonego powietrza należy zastosować dodatkowo układ uzdatniania powietrza, separujący kondensat oraz zbiorniki sprężonego powietrza redukujące wpływ pulsacji.

Sprężarki tłokowe ze względu na prostą konstrukcję są równie proste w konserwacji i niedrogie w zakupie. Części zamienne są ogólnie dostępne.

KOMPRESOR ŚRUBOWY

Sprężarki śrubowe są popularne w zastosowaniach przemysłowych, gdzie czas ich eksploatacji może dochodzić do trybu pracy ciągłej. Niemniej specyfika konstrukcji wymaga pewnego ograniczenia częstotliwości załączeń w ciągu godziny.Sprężarka w przypadku zaniku poboru sprężonego powietrza pracuje jeszcze jakiś czas bez obciążenia. Jednocześnie pobiera energię elektryczną generując dodatkowe koszty eksploatacji.

Dzięki standardowej zabudowie wszystkich komponentów w obudowie dźwiękoszczelnej, sprężarki śrubowe generują hałas na poziomie 65-75 dB. Zwarta konstrukcja zajmuje niewiele miejsca w sprężarkowni.

Sprężone powietrze produkowane przez sprężarki śrubowe o smarowaniu olejowym charakteryzuje brak pulsacji oraz niski poziom zaolejenia. Resztkowa zawartość oleju jest na poziomie 3 mg/m3, a dodatkowo sprężarki te mogą być wyposażone w opcjonalne systemy uzdatniania sprężonego powietrza do wymaganej klasy jakości. 

Trwałość sprężarek śrubowych sięga przebiegu 35-50 tysięcy godzin pracy do remontu kapitalnego i związana jest głównie z jakością wykonania stopnia sprężającego. Gwarancja techniczna na sprężarki śrubowe udzielana jest głównie na okres do 5 lat.

Sprężarki śrubowe ze względu na precyzyjną konstrukcję stopnia sprężającego i zaawansowane układy sterowania są droższe w zakupie niż sprężarki tłokowe, ale też stanowią pewne źródło sprężonego powietrza wysokiej jakości i dostępnego w trybie ciągłej pracy. 

ROTACYJNE KOMPRESORY ŁOPATKOWE

Konstrukcja tych urządzeń jest mniej znana niż śrubowa, mimo stuletniej historii produkcji dla przemysłu.

Sprężarki łopatkowe zdobywają coraz większą popularność w zastosowaniach przemysłowych, gdzie czas ich eksploatacji może dochodzić do trybu pracy ciągłej. Tak jak i w przypadku sprężarek śrubowych, sprężarka łopatkowa w chwili zaniku poboru sprężonego powietrza pracuje jeszcze jakiś czas bez obciążenia i pobiera energię elektryczną generując dodatkowe koszty eksploatacji.

Sprężarki łopatkowe generują niski poziom hałasu ok. 65-75 dB dzięki czemu mogą być ulokowane nawet w miejscu wykorzystania sprężonego powietrza na hali produkcyjnej, a zwarta budowa sprawia, że sprężarki łopatkowe zajmują niewiele miejsca.

Sprężone powietrze produkowane przez sprężarki łopatkowe charakteryzuje brak pulsacji oraz niski poziom zaolejenia. Resztkowa zawartość oleju jest na poziomie 3 mg/m3, a dodatkowo sprężarki te podobnie jak śrubowe mogą być wyposażone w opcjonalne systemy uzdatniania sprężonego powietrza do wymaganej klasy jakości. 

Trwałość sprężarek łopatkowych sięga przebiegu 100 tysięcy godzin pracy do remontu kapitalnego dzięki prostej i zwartej budowie stopnia sprężającego, bezpośredniemu połączeniu stopnia sprężającego z silnikiem i niskiej prędkości obrotowej. Gwarancja techniczna na sprężarki łopatkowe może być udzielona nawet na okres do 10 lat. 

Sprężarki łopatkowe są droższe w zakupie niż sprężarki tłokowe, ale ich cena jest porównywalna ze sprężarkami śrubowymi w tej samej kategorii wydajności.

CO NALEŻY BRAĆ POD UWAGĘ PODCZAS WYBORU SPRĘŻARKI?

Aby wybrać odpowiedni rodzaj sprężarki należy określić warunki brzegowe :

Jakie jest zastosowanie sprężonego powietrza?

  • sprężone powietrze niższej jakości - odmuchiwanie/czyszczenie w warsztacie, pompowanie kół, sporadyczne malowanie to idealne zastosowanie sprężarek tłokowych,
  • wysoka jakość sprężonego powietrza - wykorzystywanie do napędu precyzyjnych narzędzi pneumatycznych, uruchamiania siłowników, zasilania kabin lakierniczych – do tego są stworzone rotacyjne sprężarki śrubowe i łopatkowe.

 Sposób eksploatacji sprężarki – częstotliwość pracy

  • sporadyczna praca sprężarki, możliwość ustanowienia cykli 50% pracy / 50% odpoczynku zezwala na dobór sprężarki tłokowej,
  • krótkie czasy wyłączenia lub zaniku poboru sprężonego powietrza albo wręcz ciągła praca sprężarki sprawiają, że wybór rotacyjnej sprężarki śrubowej lub łopatkowej będzie bardziej uzasadniony.

Jaka jest wymagana wydajność przy ciśnieniu roboczym ?

Znając zapotrzebowanie na sprężone powietrze wraz z uwzględnieniem rozwoju zakładu, wzrostu nieszczelności instalacji i pewnym zapasem bezpieczeństwa określamy jaką wydajność powinna mieć sprężarka. Wydajności tej towarzyszy moc silnika elektrycznego i związane z nim napięcie zasilania oraz zabezpieczenia prądowe.

  •  sprężarki tłokowe posiadają ograniczoną wydajność i moce silnika od prawie zerowych do kilkunastu kW,
  • sprężarki śrubowe i łopatkowe charakteryzują się znacznie większymi wydajnościami i mocami od kilku do kilkuset kilowatów z tym, że sprężarki śrubowe posiadają większy niż sprężarki łopatkowe zakres wydajności i mocy silników.

Gdzie ma być usytuowana ?

  • poziom hałasu jaki jest akceptowany, wymusza lokalizację i konstrukcję sprężarki. W przypadku konieczności stosowania sprężarek na stanowisku roboczym na hali produkcyjnej wskazane jest zastosowanie cichych sprężarek rotacyjnych, a w ostateczności tłokowych z obudową dźwiękochłonną.
  • Jeżeli sprężarka będzie stała w wyodrębnionej sprężarkowni to konstrukcja sprężarki jest mało istotna, ale również należy mieć świadomość, że w przypadku kontroli pracy sprężarki lub serwisu jednej z kilku sprężarek, hałas będzie uciążliwy dla pracownika obsługi.

Spodziewana trwałość sprężarki do remontu kapitalnego

  • jeżeli sprężarka może być eksploatowana sporadycznie, ale przez długi okres czasu to najrozsądniejszym wyborem jest sprężarka tłokowa, której trwałość wynosi do kilku tysięcy godzin,
  • przy pracy częstej lub ciągłej rzędu kilkudziesięciu tysięcy godzin wybór jest ograniczony do rotacyjnych sprężarek śrubowych i łopatkowych,
  • jeżeli przebieg sprężarki planowany jest na 80-100 tysięcy godzin (prawie 10 lat pracy non stop) to najrozsądniejszym wyborem będzie sprężarka łopatkowa.

Podsumowanie

Pośpiech i niewiedza w doborze sprężarki sprawia, że później poniesione koszty są znacznie wyższe niż w przypadku racjonalnie dobranej sprężarki. Źle dobrana sprężarka będzie generować wysokie zużycie energii elektrycznej, zanieczyszczenie instalacji sprężonego powietrza kondensatem, uszkodzenia lub przyspieszone zużycie odbiorników pneumatycznych, a czasami w przypadku awarii sprężarki przestoje linii produkcyjnych. Stały rozwój branży pneumatycznej sprawia, że dobór sprężarki do potrzeb użytkownika powinien być wykonany przez specjalistów z tej branży. Określą oni rodzaj sprężarki, ilość, wydajność, wersję ciśnieniową, sposób włączenia do sieci, system uzdatniania sprężonego powietrza, optymalizację ciśnienia i układ sterowania w przypadku kilku sprężarek.

Generalna zasada doboru sprężarki tłokowej do mało odpowiedzialnych i sporadycznie wykorzystywanych zastosowań oraz sprężarek rotacyjnych śrubowych i łopatkowych do odpowiedzialnych zastosowań, a nawet do pracy ciągłej ma również wyjątki.

Z tego względu najlepiej jest jednak skontaktować się z przedstawicielem sprzedawcy sprężarek i zainwestować kilka godzin w spotkanie i przekazanie podstawowej wiedzy nt. wykorzystania sprężonego powietrza w zakładzie. W rezultacie otrzyma się profesjonalnie dobraną sprężarkę i analizę racjonalności jej zastosowania, symulację kosztów zakupu i eksploatacji. Dopiero po takim doborze można przenalizować zasadność zakupu konkretnej sprężarki u konkretnego dostawcy lub wybrać następnego konsultanta w celu poszerzenia oferty.