Oljno mazani in brezoljni vijačni kompresorji
VIJAČNI KOMPRESORJI SO NA VOLJO V OLJNO MAZANIH IN BREZOLJNIH VERZIJAH.
Prve lahko uporabljate, kadar kakovost zraka ni ključnega pomena. To je zato, ker se med procesom stiskanja vnaša olje, ki predstavlja nečistočo v komprimiranem zraku. To olje je mogoče filtrirati, vendar ga ni mogoče z zagotovostjo odstraniti do ničelne ravni. Vendar to ni pomembno, če se zrak uporablja za aplikacije, kot so pogon pnevmatskih orodij, hlajenje plinov ali predelava ogljikovodikov.
Obstaja pa tudi veliko primerov, kjer je kakovost zraka izjemno pomembna in v proces ne želite vnesti nobenih dodatnih nečistoč. To velja za aplikacije v farmacevtski industriji, medicinskih raziskavah, prehrambni industriji ter pri proizvodnji polprevodnikov. V teh primerih je brezoljni vijačni kompresor običajno prava izbira.
Poglejmo si podrobneje, kako se ti dve tehnologiji razlikujeta:
Pri vijačnih kompresorjih z vbrizgavanjem olja (čeprav je njihov tehnični naziv »oljno mazani kompresorji«) moški rotor poganja ženski rotor.
V kompresijsko komoro se vbrizgava olje za hlajenje in mazanje kompresorskega elementa. To olje pomaga tudi pri odvajanju toplote, ki nastaja med procesom stiskanja, ter zmanjšuje morebitno puščanje v kompresijski komori.
Elementi oljno mazanih vijačnih kompresorjev so lahko izdelani za visoka tlačna razmerja, pri čemer za tlak do 14 barov in celo 17 barov običajno zadostuje ena sama stopnja stiskanja, vendar na račun manjše energijske učinkovitosti in krajše življenjske dobe ležajev.
Pri brezoljnem kompresorju pa oba rotorja poganjajo sinhronizacijski zobniki, ki zagotavljajo usklajeno delovanje. Pri tej tehnologiji je zračnost med obema elementoma izračunana tako, da je minimalna.
Sodobni visokohitrostni brezoljni vijačni kompresorji imajo asimetrične profile vijakov. Zaradi zmanjšanega notranjega puščanja to prinaša bistveno večjo energijsko učinkovitost.
Za sinhronizacijo položaja nasprotno vrtečih se rotorjev se najpogosteje uporabljajo zunanji zobniki. Ker rotorji ne prihajajo v stik drug z drugim niti z ohišjem kompresorja, mazanje v kompresijski komori ni potrebno. Zato je komprimiran zrak popolnoma brez olja.
Pri tej tehnologiji je vgrajeno tlačno razmerje omejeno zaradi največje dovoljene temperaturne razlike med sesalno in tlačno stranjo. Zato brezoljni vijačni kompresorji pogosto delujejo v več stopnjah in z medstopenjskim hlajenjem, da dosežejo višje tlake.
Pomembno pa je poudariti, da ti kompresorji še vedno uporabljajo mazanje za druge procese, kot sta hlajenje motorja ali odvajanje toplote z rotorjev. V nekaterih primerih je to olje.
Atlas Copco pa ponuja tudi modele, ki kot alternativno mazivo uporabljajo vodo. Druge izvedbe uporabljajo poseben premaz na rotorskih elementih, ki odpravlja potrebo po mazivih.
Vijačni kompresorji so na voljo kot modeli s fiksno hitrostjo ali kot modeli s pogonom s spremenljivo hitrostjo (VSD – Variable Speed Drive).
Osnovna razlika je razvidna že iz imena: kompresorji s fiksno hitrostjo delujejo z neprekinjeno, nespremenljivo hitrostjo motorja, medtem ko kompresorji s pogonom s spremenljivo hitrostjo prilagajajo hitrost motorja količini zraka, ki je v določenem trenutku potrebna.
Modeli s fiksno hitrostjo so izredno učinkovita rešitev, kadar mora kompresor neprekinjeno delovati s 100 % zmogljivostjo. Vendar je treba poudariti, da velika večina aplikacij s komprimiranim zrakom ne zahteva tako stalno visoke porabe.
V takšnih primerih kompresorji s fiksno hitrostjo hitro postanejo manj učinkoviti. Razlog je v tem, da porabljajo energijo (in s tem denar), ko motor po zaustavitvi še naprej deluje, ne da bi pri tem proizvajal komprimiran zrak.
Ta vrsta neučinkovitosti in izgub je še posebej izrazita v obratih, ki delujejo v več izmenah ali imajo nihanja v porabi zraka.
Kompresorji s spogonom s spremenljivo hitrostjo pa hitrost motorja povečujejo ali zmanjšujejo glede na dejansko potrebo po zraku v realnem času.
Ob dneh z manjšo proizvodnjo ali pri aplikacijah z nihajočo porabo zraka lahko to bistveno zmanjša porabo energije. Posledično se lahko znatno znižajo tudi obratovalni stroški.
Če upoštevamo, da stroški energije predstavljajo do 80 % skupnega stroška lastništva kompresorja in da lahko tehnologija VSD porabo energije zmanjša za do 60 %, se ti prihranki zelo hitro seštevajo.
