Винтовой или поршневой компрессор: какой лучше

Сжатый воздух выступает хорошей альтернативой электричеству и топливу, когда нужно обеспечить работу оборудования и инструмента. Для постоянной его выработки на производстве используют компрессоры. В этой статье разберемся, в какой ситуации винтовой или поршневой компрессор лучше использовать.

Классификация компрессоров: типы, виды, описание

Прежде, чем мы определимся, какой компрессор лучше для разных работ, поршневой или винтовой, коротко обозначим все типы компрессоров и принцип их работы.

Из представленных видов поршневые и винтовые используются чаще всего. Разница между винтовым и поршневым компрессором проявляется по многим параметрам. Далее мы подробно рассмотрим особенности каждого из этих видов.

Поршневые компрессоры

Начнем с особенностей самых распространенных и разнообразных компрессоров.

Типы и конструкции поршневых компрессоров

Мы уже упоминали о типах поршневых компрессоров. Теперь стоит рассказать о них немного подробнее.

По типу питания выделяют два варианта:

• Дизельные. Используются в строительной отрасли, при ремонте и прокладывании дорожного полотна (для работы отбойных молотков), при прокладывании и продувке трубопроводов. Их основное преимущество заключается в автономности, при этом они весьма производительны. Дизельные компрессоры нередко приобретают как резервный источник питания на производство.
• Электрические. Отличаются разнообразием моделей. Электрические компрессоры могут быть небольшими для перевозки в машине, применения в гаражах и мастерских, так и стационарными крупными агрегатами для серийного производства. Потребности в напряжении у них также разные: автомобильному компрессору будет достаточно работы от прикуривателя, а мощному производственному компрессору потребуется трехфазная сеть.

По приводу:

• Коаксиальные. Устройства с прямым приводом. Такие компрессоры отличает большая шумность и износ, за счет постоянного трения. Обычно их используют в небольших мастерских и гаражах, где не требуется длительная работа машины.
• Ременные. Являются более долговечными, поскольку ременной привод способствует меньшему нагреву значимых частей. Растянувшийся или лопнувший ремень легко подлежит замене, что снижает расходы на обслуживание. Ременные модели обладают большим ресурсом и оснащаются крупными ресиверами, поэтому вполне подходят для решения производственных задач.

Ременной привод

По использованию масла в системе:

• Безмасляные. Самый бюджетный вариант компрессора. Обычно это малого и среднего размера модели с ресивером до 100 литров. В их системе не циркулирует масляная взвесь, поэтому воздух, получаемый из такого компрессора, содержит меньше примесей. По этой причине безмасляные компрессоры популярны при покрасочных работах в бытовых условиях.
• Масляные. В системе таких компрессоров постоянно присутствует масло, поэтому они более долговечные. Масло смазывает значимые детали и участвует в отведении тепла, также малая доля масла попадает по магистрали и к инструменту, что также благотворно влияет на его работу. Но наличие частиц масла в сжатом воздухе может быть и недостатком, например, при окрасочных работах или применении в пищевой промышленности, медицине и фармации. Чтобы максимально снизить содержание масла в воздухе, на выходе устанавливаются масляные фильтры.

Область применения поршневых компрессоров

В связи с высокой мобильностью, вариантами модификаций и принципом работы цилиндровые компрессоры нашли применение в разных сферах производства и работ. Их широко применяют в медицинских установках, на производстве пищевого сырья и продуктов, на производстве и в мастерских, при строительстве и ремонте.

С помощью компрессоров производят сушку, обдув, распыляют воду, наносят ЛКП, производят подкачку надувных изделий и шин.

Внутреннее устройство поршневого компрессора

Компрессор состоит из двигателя, приводной системы, фильтров для воздуха, цилиндро-поршневой группы, системы клапанов для поступления и выхода воздуха. В устройстве может использоваться ресивер для сглаживания пульсации сжатого воздуха и его накопления. На ресивере могут присутствовать клапан для слива конденсата, предохранительный клапан. Некоторые приборы оснащены одним или двумя манометрами.

Принцип действия компрессора поршневого типа

Принцип действия воздушного поршневого компрессора заключается в следующем:

1. Воздух проходит через фильтр и движется к всасывающему клапану;
2. Воздух поступает через всасывающий клапан и попадает в цилиндр;
3. Под воздействием цикличного движения поршня внутри цилиндра воздух сжимается и подается в магистраль или ресивер.
4. В ресивере воздух накапливается и выходит через выводящий клапан.

Принцип работы воздушной поршневой модели компрессора называют повторно-кратковременным. Это означает, что за один цикл чередуется активная работа компрессора с его “отдыхом”. При этом устройство работает около 60% времени. Средний показатель продолжительности цикла для компрессора 6 -10 минут, для крупных и мощных - до 15 минут.

Если компрессору не давать времени для охлаждения, то это чревато поломками вплоть до полного выхода устройства из строя.

Обслуживание и срок работы

Компрессоры такого типа нуждаются в периодической очистке и замене комплектующих. Вот перечень необходимых работ с их периодичностью:

Срок службы коаксиальных моделей - около 2-х лет, масляных - до 3 лет, ременных - от 4 до 5 лет.

Винтовые компрессоры

Чем отличается компрессор винтовой от поршневого можно понять, изучив его устройство и особенности работы. Этому и посвящен данный раздел.

Виды винтовых компрессоров

Винтовые компрессоры подразделяются:

• По использованию масла в системе. Выделяют масляные и безмасляные модели. Здесь все также как у поршневых моделей. Безмасляные актуальны для производства с высокими требованиями к качеству воздуха, а масляные хорошо подходят для работы с инструментом.

Однако в компрессорах на винтах предусмотрена особая система циркуляции масла: оно поступает в воздух, проходит с ним через винтовой механизм, отделяется от воздуха и возвращается к винтам.

• По типу привода. Компрессоры винтовые подразделяются на несколько разновидностей.

Устройство и принцип работы винтового компрессора

Винтовой компрессор состоит из следующих значимых деталей:

1. Винтового блока. Это важная составляющая, работа которой напрямую влияет на качество сжатия воздуха. Он состоит из одного или двух винтов с роторами. Между винтами (у двухвинтовых) есть зазор, если он пропадет, то устройство быстро выйдет из строя.
2. Корпуса. Не только закрывает значимые детали от внешней среды, но и накапливает сжатый воздух у винтового механизма.
3. Трубопроводов (масляного, масляно-воздушного и для чистого воздуха). Участвуют в циркуляции смеси из воздуха и масла, отводе и введении масла в рабочий процесс.
4. Фильтра для воздуха. Очищает поступающий воздух от частичек пыли.
5. Всасывающего воздушного клапана. Обеспечивает поступление воздуха в компрессор.
6. Электродвигателя. Двигатель запускает роторный механизм.
7. Привода. Передает вращательный момент на роторы от двигателя.
8. Вентилятора. Осуществляет охлаждение двигателя.
9. Реле давления. Отслеживает уровень давления и поддерживает его.
10. Термостата. Контролирует температуру масла и значимых частей.
11. Концевого воздухоохладителя. Понижает температуру идущего к инструменту воздуха.
12. Маслоохладителя. Поддерживает температуру масла, чтобы избежать его перегрева.
13. Маслоотделителя. Отделяет масло от воздуха.
14. Масляного фильтра. Очищает масло перед подачей к винтам.
15. Предохранительного клапана. Защищает масляный узел от высокого давления.
16. Блока управления. Отслеживает работу прибора на установленных настройках и сообщает о неисправностях.

По этому перечню хорошо заметно, в чем отличие поршневого компрессора от винтового. В производительных цилиндровых моделях всегда присутствует ресивер, без него не сгладить пульсацию выходящего воздуха. Из-за постепенного сжатия воздуха в компрессорах с винтами резких толчков в подаче нет, поэтому ресивер в них если и присутствует, то выполняет накопительную функцию.

Принцип работы винтовых воздушных компрессоров состоит в работе устройства в нескольких режимах.

1. Запуск двигателя и винтовой группы.
2. В режиме нагрузки происходит всасывание воздуха, его поступление к винтам. Здесь же в воздух поступает масло, движется с ним все время сжатия и покидает его на выходе в магистраль. Когда достигнут заданный уровень давления, устройство переходит в режим холостого хода.
3. Двигатель продолжает работать, но впускной клапан при этом закрыт. Это помогает не затрачивать энергию и ресурс на повторный запуск устройства. Если сжатие потребуется снова, то компрессор опять уйдет в нагрузку.
4. Если сжатого воздуха больше не требуется, то оборудование можно остановить.

Также у компрессоров с винтами есть режим экстренной остановки для непредвиденных ситуаций.

Обслуживание и срок работы винтового компрессора

Принцип работы и устройство воздушного винтового компрессора сложнее, чем в поршневых моделях, поэтому для их полного технического обслуживания требуется помощь квалифицированных специалистов. Но провести, например, замену масла или очистить фильтры может и опытный пользователь.

Какие работы проводятся для профилактики поломок и нормальной работы устройства:

Если вам нужно долговечное устройство, определить, что лучше, поршневой или винтовой компрессор не составит труда. Срок службы компрессора с винтами при должном уходе может доходить до 12 лет. При том, что устройство предполагает интенсивную эксплуатацию.

Преимущества винтовых компрессоров

Почему часто в сравнении с поршневыми выбирают винтовой компрессор? Ответ на вопрос можно найти, ознакомившись с преимуществами моделей на винтах.

• Долгий срок работы. Меньший износ значимых частей позволил продлить эксплуатационный срок устройства до 12 лет.
• Длительный дневной рабочий цикл. Компрессоры с винтами могут работать до 80% времени в течение рабочей смены без перезапусков и перерывов.
• Высокий КПД. При сложной конструкции устройство не требует пустых затрат электроэнергии, ведь нет необходимости часто перезапускать двигатель.
• Не нужны основания для монтажа. Компрессоры с винтами за счет конструкции издают гораздо меньше шума и вибраций.
• Контроль процессов с помощью автоматики. Современные модели максимально автоматизированы, достаточно выбрать настройки и не отвлекаться на проверку температуры, давления и других показателей.
• Малое содержание масла в выходящем воздухе. В системе присутствует маслоотделитель, что дает высокую эффективность очистки воздуха.

Распространенные неисправности винтовых компрессоров и их устранение

Конечно, компрессоры на винтах - долговечный вид оборудования, но его работе также могут случаться неисправности. Основные виды поломок устройства и их устранение обозначим в таблице ниже.

Сравнение характеристик поршневых и винтовых компрессоров

Компрессор винтовой или поршневой выбрать для своих нужд? Сравним, по каким позициям предпочтительнее та или иная модель.

Рабочие параметры

Здесь отличия компрессора поршневого от винтового видны очень ярко. Чтобы продемонстрировать это наглядно, приведем таблицу с техническими характеристиками обоих видов компрессоров.

Принцип работы воздушного поршневого компрессора не позволяет ему достигнуть тех показателей, что возможны у устройств на винтах. Но высокие мощность и производительность не являются обязательным требованием для использования бытового и даже профессионального пневмоинструмента. Поэтому важно, под какие цели выбирается устройство.

Также можно отметить еще одно отличие компрессора винтового от поршневого: в моделях на винтах есть механизм, который охлаждает выходящий воздух, это позволяет лучше сохранить комплектующие, магистраль и получающее воздух оборудование.

Режим эксплуатации

Чем отличается поршневой компрессор от винтового по режиму эксплуатации? Как мы отметили ранее, цилиндровые компрессоры имеют цикличный вариант работы и “отдыхают” 40 % всего времени цикла. У компрессора на винтах это соотношение другое, а рабочий цикл в зависимости от модели может составлять даже до суток.

Условия использования

Принцип работы компрессора воздушного поршневого и его устройство делают его хорошим вариантом для работы в сложных условиях. Компрессоры с винтами чувствительны к температуре воздуха и высокой запыленности, в то время как цилиндровый компрессор запустится в прохладном помещении, выдерживает обилие мелких частиц в воздухе.

Но отметим, что цилиндровые компрессоры больше вибрируют при работе. Чтобы прибор не перемещался по помещению и не шумел, его монтируют к поверхности на болтовое соединение или делают под него специальную платформу.

Какой компрессор выбрать для пневмоинструмента

Здесь выбор будет зависеть от того, какой инструмент планируется использовать с компрессором. У каждого вида пневмоинструмента указывается рабочее давление и потребление воздуха. В следующей таблице представлены средние параметры давления и воздухопотребления для самого распространенного пневмоинструмента.

Из таблицы видно, что работу многих моделей пневмоинструмента может обеспечить производительный поршневой агрегат. Но не стоит забывать о том, что во время прохождения сжатого воздуха по магистрали давление может несколько снижаться. Поэтому к давлению, указанному в паспорте к инструменту, желательно прибавить около 2 бар для компенсации потерь.

Итого получается, что для работы с большим количеством инструмента лучше использовать 10-барные компрессоры. Рабочее давление при необходимости можно уменьшить, но вот увеличить его выше указанного предела не получится, поэтому для расширения возможностей устройства желательно приобрести компрессор с винтами.

Если работа инструмента требуется на долговременной основе или требуется подключить к одному компрессору сразу несколько инструментов, то отличным решением будет также будет покупка компрессора на винтах.

Как выбрать компрессор для покраски автомобиля

Чтобы подобрать компрессор для нанесения ЛКП, стоит вспомнить, что является определяющими факторами при его нанесении. Важно, чтобы покрытие наносилось равномерно, краска выходила без резких толчков. Также помимо состава для покраски в попадающем на поверхность веществе должно быть минимальное количество посторонних примесей.

Если включений будет много, покрытие ляжет неровно, и на нем будет много микровмятин. При высоких требованиях к качеству слоя работу просто придется переделывать.

Как избежать таких неприятных последствий? Приобрести такую модель компрессора, которая будет давать на выходе максимально очищенный от примесей сжатый воздух.

В сжатом воздухе могут присутствовать частицы трех видов:

• Масло. Это актуально при использовании масляных моделей. Если в компрессоре нет специальных фильтров (для цилиндровых) или сломана система циркуляции (для винтовых), то масло может попасть в лакокрасочный состав.

Конечно, в более выигрышном положении в этой ситуации оказываются безмасляные модели, и, казалось бы, вариант с покупкой поршневой безмасляной модели очевиден. Но стоит учитывать, что эти модели работают по цикличному принципу. Если деталь или поверхность большая, то красить ее придется частями, но в этом случае может пострадать равномерность покрытия, ведь уже окрашенная часть успеет подсохнуть.

Модели на винтах работают гораздо дольше без остановок и имеют систему отделения масла, поэтому могут использоваться в длительном процессе покраски.

• Пыль и мелкие частицы. Количество попадающей пыли в сжатый воздух напрямую зависит от качества фильтра для воздуха и его правильного функционирования. Чтобы без проблем работать с компрессором при окрашивании, следует регулярно очищать и заменять картриджи фильтров. Чтобы избежать сильных загрязнений следует позаботиться о том, чтобы рабочий процесс проходил в чистом помещении без “пыльных” работ поблизости. Принесенный из пыльного помещения компрессор также стоит предварительно очистить.
• Вода. Попадание воды в сжатый воздух может произойти при несвоевременном или нерегулярном сливании конденсата из ресивера. Перед покраской стоит убедиться, что в ресивере нет лишней жидкости.

Использовать для нанесения ЛКП можно любой компрессор, который способен удовлетворить текущие потребности. Но если требования к качеству покрытия высоки, то предпочтительнее выбрать безмасляный поршневой или компрессор на винтах. В случае использования масляной цилиндровой модели нужно тщательно контролировать работу масляного фильтра.

Энергозатраты

Какой компрессор лучше по энергозатратам, поршневой или винтовой? Модели с винтами при постоянной загрузке окупают себя очень быстро за счет эффективного расходования электроэнергии. Если вы являетесь обладателем компрессора с преобразователем частоты, то экономия возрастет еще на 30%. Цилиндровые компрессоры часто работают на максимальных настройках, также много энергии уходит на повторный запуск двигателя после “отдыха”.

Какой компрессор лучше: винтовой или поршневой

Какой в итоге выбрать компрессор, винтовой или поршневой, стоит определять по потребностям и возможностям пользователя.

Если нужна мощная машина по производству сжатого воздуха, которая будет долго работать без постоянного контроля, то желательно предпочесть компрессор на винтах. А если требуется использовать аппарат для периодических непродолжительных работ, то будет вполне достаточно цилиндровой модели.

Конечно, на решение о покупке компрессора будет влиять ценовой фактор, ведь компрессоры с винтами в несколько раз дороже поршневых, но их окупаемость гораздо выше.