Чем отличаются винтовые и поршневые компрессоры — что выбрать для вашего бизнеса

Компрессоры — неотъемлемая часть разнообразных технологических процессов. Используются для подачи сжатого воздуха или газа, который необходим для работы оборудования, пневматических инструментов, производственных линий. Наиболее распространенными типами являются винтовые и поршневые компрессоры. Оба варианта компрессорного оборудования широко применяются в различных отраслях промышленности:

• Машиностроение и металлообработка — для пневмоинструментов, покрасочных камер, станков с ЧПУ.
• Деревообрабатывающие и мебельные производства — для подачи воздуха к пневматическим зажимам, прессам, системам очистки от стружки, пыли.
• Пищевая промышленность — для транспортировки продуктов, упаковки, подачи стерильного воздуха.
• Медицина и фармацевтика — для чистых воздушных потоков, лабораторных нужд, для подачи кислорода пациентам.
• Строительство — для работы отбойных молотков, шлифовальных и бурильных машин.
• Автосервисы и СТО — для пневмоинструмента и шиномонтажа.

Выбор между винтовым и поршневым компрессором зависит от специфики бизнеса, режима работы оборудования и требований к качеству сжатого воздуха. Рассмотрим каждый тип подробнее, и узнаем, какое компрессорное оборудование подойдет для конкретных нужд.

Винтовые компрессоры: конструкция и принцип действия, плюсы и минусы

Принцип действия винтового компрессора основан на вращении двух винтов (роторных валов), между которыми воздух захватывается, сжимается и подается на выход. Сжатие происходит непрерывно по мере вращения винтов на высокой скорости.

Для понимания устройства и принципа работы винтового компрессора можно рассмотреть пример цикла маслонаполненного оборудования с ременным приводом:

1. Отбор воздуха из окружающей среды через всасывающий клапан.
2. Фильтрация отобранного атмосферного воздуха посредством фильтрующего элемента для удаления пыли, мелких взвешенных частиц.
3. Поступление очищенного воздуха в винтовой блок, где расположен ведущий и ведомый роторы. Смешивание воздушного потока с маслом для смазки, уплотнения и отведения тепла. Нагнетание воздуха для получения потока требуемого давления.
4. Сепарация воздушно-масляной смеси. В сепараторе происходит отделение капель масла и воды.
5. Охлаждение сжатого воздуха в радиаторе. После охлаждения воздушный поток поступает на выход через клапан.
6. Масло отправляется в винтовой блок, проходя через масляный фильтр.
7. Сжатый воздух с требуемой температурой, давлением и степенью очистки поступает к потребителю – инструменту, оборудованию, технике и т.д.

Винтовые компрессоры могут быть не только маслонаполненными, но и безмасляными. Привод может быть как ременным, так и прямым.  

Преимущества винтовых компрессоров

• Постоянный поток сжатого воздуха без пульсаций.
• Высокая производительность при длительной непрерывной работе – одно из важных отличие винтового компрессора от поршневого.
• Низкий уровень шума (по сравнению с поршневыми аналогами) – возможна установка внутри помещений.
• Высокий КПД и экономичность при большом объеме воздуха.
• Возможность интеграции в автоматические системы управления.

Недостатки винтовых компрессоров

• Более высокая стоимость оборудования и его обслуживания. В случае износа винтовой пары выполняется капитальный ремонт винтового блока, включающий восстановление рабочих поверхностей, замену подшипников, уплотнений и настройку зазоров. Такие работы требуют высокой квалификации и специализированного оборудования, что делает обслуживание винтовых компрессоров более сложным и затратным по сравнению с поршневыми моделями.

Поршневые компрессоры: конструкция и принцип действия, плюсы и минусы

Принцип действия поршневого компрессора аналогичен двигателю внутреннего сгорания: поршень двигается внутри цилиндра, сжимая воздух и подавая его в ресивер. Т.е. такое компрессорное оборудование сжимает воздух за счет возвратно-поступательного движения поршня. 

Цикл работы поршневого компрессора следующий:

1. Электродвигатель вращает коленвал. Коленчатый вал через шатун превращает вращательное движение в возвратно-поступательное.
2. Поршень движется внутри цилиндра. При движении поршня вниз воздух поступает через впускной клапан. При последующем движении поршня вверх воздух сжимается за счет изменения его объема и, соответственно, давления и температуры.
3. При достижении определенного давления сжатый воздух отводится через нагнетательный клапан.

Поскольку сжатие осуществляется за счет изменения объема воздуха или газа, то поршневые компрессоры относятся к объемным. 

Преимущества поршневых компрессоров

• Простота устройства и обслуживания – конструкция достаточно простая, компоненты легко заменяются по мере естественного износа из-за трения.
• Низкая цена по сравнению с винтовыми аналогами – особенно актуально для небольших производств, частных мастеров с ограниченным бюджетом на покупку компрессорного оборудования
• Возможность ремонта без привлечения специализированного сервиса.

Недостатки поршневых компрессоров

• Высокий уровень шума и вибраций.
• Ограниченный ресурс при непрерывной эксплуатации – срок службы обычно составляет около 3-х лет, и в этом преимущество винтового компрессора над поршневым, поскольку у винтовых срок эксплуатации может достигать 10 лет.
• Неравномерный поток воздуха (с пульсациями) – в некоторых сферах деятельности это недопустимо.
• Более высокий уровень загрязнения воздуха маслом (в моделях с масляной смазкой).

Основные различия между винтовыми и поршневыми компрессорами

В чем разница между винтовым и поршневым компрессором наглядно показано в таблице ниже.

Когда лучше выбрать винтовой компрессор, а когда — поршневой

Винтовой компрессор стоит выбрать, если:

• Производство работает в непрерывном режиме, сменами.
• Требуется стабильная подача сжатого воздуха высокого качества.
• Объем потребления сжатого воздуха высок (от 1 м³/мин и выше).
• Имеется система автоматики и требуется интеграция оборудования в технологический процесс.
• Важна энергоэффективность и низкий уровень шума.

Поршневой компрессор подходит, если:

• Работы проводятся периодически, с перерывами.
• Объемы потребления небольшие (до 500–800 л/мин).
• Ограничен бюджет на закупку оборудования.
• Требуется простое, надежное и ремонтопригодное оборудование.
• Условия эксплуатации — неинтенсивные, без высоких требований к чистоте воздуха.

Какой компрессор выбрать винтовой или поршневой – все зависит еще и от сферы деятельности компании. Например, в покрасочных камерах не допускается наличие в сжатом воздухе примесей масла, как и в фармацевтической, пищевой промышленности.

Заключение

Выбор между винтовым и поршневым компрессором зависит от специфики вашего бизнеса. Для интенсивных производственных линий, автоматизированных цехов и предприятий с постоянным потреблением сжатого воздуха предпочтительнее винтовой компрессор — он отличается стабильностью, эффективностью работы и увеличенным ресурсом несмотря на относительно высокие первоначальные затраты. В свою очередь, поршневые компрессоры оптимальны для небольших мастерских, автосервисов и ситуаций, где важны простота и ценовая доступность оборудования.

Перед покупкой стоит тщательно проанализировать режим работы, объемы потребления сжатого воздуха и бюджет на обслуживание. Грамотный выбор компрессора — залог надежной и бесперебойной работы любого предприятия.