Vì sao máy nén khí trục vít ít được sử dụng trong các ứng dụng nhỏ

Vì sao máy nén khí trục vít ít được sử dụng trong các ứng dụng nhỏ

Khi nói đến hệ thống khí nén công nghiệp, máy nén khí trục vít quay đóng vai trò quan trọng. Những máy nén này thuộc loại tùy chọn dịch chuyển tích cực và được biết đến với hiệu quả và độ tin cậy.

So với máy nén khí pittông, máy nén trục vít quay có một số ưu điểm. Chúng có độ bền cao và thường tồn tại lâu hơn các loại máy nén khác, khiến chúng trở thành sự lựa chọn tiết kiệm chi phí về lâu dài. Ngoài ra, máy nén trục vít quay còn được trang bị hệ thống làm mát bên trong cho phép chúng hoạt động liên tục mà không cần bảo trì thường xuyên.

Lợi ích của việc sử dụng máy nén trục vít quay trong các ứng dụng công nghiệp là rất đáng kể. Những máy nén này có khả năng tạo ra năng lượng từ 5 đến 350 mã lực, khiến chúng phù hợp cho các công việc quy mô lớn đòi hỏi luồng không khí liên tục. Cho dù đó là các công cụ cấp nguồn như máy khoan hay hỗ trợ hoạt động phun cát, máy nén khí trục vít quay là lựa chọn hàng đầu của nhiều chuyên gia trong ngành.

Nhưng (!), chúng (thường) không phù hợp với các ứng dụng nhỏ hơn. Trên thực tế, việc lắp đặt máy nén rắc rối nhất mà tôi từng thấy hầu hết là máy nén trục vít quay không được sử dụng nhiều.

Ưu điểm và nhược điểm chung của máy nén khí trục vít quay

Khi xem xét việc sử dụng máy nén khí trục vít quay trong môi trường công nghiệp, điều cần thiết là phải cân nhắc cả ưu điểm và nhược điểm của các máy này. Tổng quan toàn diện này sẽ đi sâu vào lợi ích của CFM cao hơn và luồng không khí ổn định, cũng như những hạn chế liên quan đến độ phức tạp của việc bảo trì và các tác động về chi phí.

Thuận lợi:

1. CFM cao hơn : Máy nén khí trục vít quay cung cấp CFM (feet khối mỗi phút) cao hơn so với các loại khác, đảm bảo luồng khí ổn định và đáng tin cậy cho các quy trình công nghiệp khác nhau.

2. Luồng khí ổn định : Hoạt động liên tục của máy nén trục vít quay mang lại luồng khí ổn định, rất quan trọng để duy trì năng suất trong môi trường công nghiệp nơi khí nén là nguồn năng lượng chính.

3. Tổng chi phí sở hữu thấp hơn : Mặc dù chi phí ban đầu của máy nén trục vít quay cao hơn nhưng hiệu quả và độ bền của chúng thường dẫn đến tổng chi phí sở hữu thấp hơn theo thời gian, khiến chúng trở thành một khoản đầu tư hiệu quả về mặt chi phí cho mục đích sử dụng công nghiệp lâu dài.

Nhược điểm:

1. Chi phí ban đầu cao hơn : Một trong những nhược điểm chính của máy nén khí trục vít quay là chi phí ban đầu cao hơn so với các loại máy nén khí khác, điều này có thể là rào cản đối với các ứng dụng nhỏ hơn với hạn chế về ngân sách.

2. Độ phức tạp của việc bảo trì : Máy nén trục vít quay yêu cầu bảo trì chuyên biệt hơn so với các loại khác, bao gồm kiểm tra thường xuyên, kiểm tra bôi trơn và thay thế bộ lọc để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

3. Cần mức sử dụng tối thiểu : Máy nén trục vít quay yêu cầu cái mà tôi gọi là ‘mức sử dụng tối thiểu’. Cả về lưu lượng không khí cần thiết trong ngày và số giờ sử dụng máy mỗi ngày.

Nguyên lý làm việc của máy nén khí trục vít quay và nó ảnh hưởng như thế nào đến việc sử dụng trong hoạt động quy mô nhỏ

Máy nén trục vít quay, thuộc danh mục dịch chuyển tích cực, cung cấp luồng khí nén ổn định bất kể áp suất đầu ra. Cơ chế đằng sau máy nén trục vít quay bao gồm một cặp vít quay ngược chiều nhau trong buồng kín để nén không khí hiệu quả.

Máy nén phun dầu và không dầu

Máy nén khí trục vít phun dầu sử dụng dầu để làm kín, làm mát và bôi trơn trong buồng nén. Thiết kế này đảm bảo hoạt động hiệu quả và tỷ lệ nén cao hơn. Ngược lại, máy nén khí trục vít không dầu loại bỏ việc sử dụng dầu trong quá trình nén, khiến chúng phù hợp với các môi trường yêu cầu không khí không có chất gây ô nhiễm, chẳng hạn như các cơ sở sản xuất dược phẩm hoặc thực phẩm.

Trong các hoạt động quy mô nhỏ, bạn sẽ không bao giờ tìm thấy máy nén trục vít không dầu. Tại sao? Bởi vì chúng đắt tiền, chỉ dành cho những luồng không khí lớn hơn và nếu có sẵn không khí không dầu thì sẽ có những giải pháp tốt hơn (như bộ lọc khí nén phù hợp hoặc máy nén cuộn).

Vì vậy chúng ta có thể tập trung vào máy nén trục vít phun dầu. Chúng có hai loại: tốc độ cố định và tốc độ thay đổi (VSD).

Máy nén tốc độ cố định so với máy nén tốc độ thay đổi – và những điều cần chú ý

Máy nén tốc độ cố định

Máy nén trục vít quay tốc độ cố định hoạt động ở tốc độ không đổi, cung cấp luồng khí nén ổn định bất kể nhu cầu. Mặc dù chúng có thiết kế đơn giản hơn và thường có giá cả phải chăng hơn nhưng máy nén tốc độ cố định có thể tiêu thụ nhiều năng lượng hơn trong thời gian nhàn rỗi khi nhu cầu không khí thấp.

Đối với các ứng dụng nhỏ, vấn đề chính với máy nén trục vít tốc độ cố định là bạn sẽ lãng phí rất nhiều năng lượng khi chạy không tải.

Trong các ứng dụng nhỏ, bạn sẽ thường thấy máy nén trục vít chạy trong một phút để nạp đầy bình chứa khí, sau đó chạy không tải trong vài phút (điều này là bình thường đối với máy nén trục vít vì nó không thể khởi động và dừng quá nhiều lần mỗi lần. giờ), sau đó dừng hoặc nạp lại để nạp lại bình chứa khí (tùy thuộc vào kích thước bình chứa và mức tiêu thụ khí).

Máy nén tốc độ thay đổi

Máy nén trục vít quay có tốc độ thay đổi điều chỉnh tốc độ động cơ để phù hợp với lượng khí đầu ra cần thiết, giúp tiết kiệm năng lượng trong thời gian nhu cầu thấp. Những máy nén này có hiệu suất cao và mang lại sự linh hoạt trong việc quản lý các yêu cầu không khí khác nhau. Mặc dù chúng có chi phí ban đầu cao hơn nhưng khả năng tiết kiệm năng lượng lâu dài có thể lớn hơn số tiền đầu tư.

Vấn đề với các ứng dụng nhỏ (tiêu thụ không khí thấp) là máy nén VSD không bao giờ thực sự tăng tốc trên tốc độ tối thiểu. Bằng cách này, máy nén không bao giờ thực sự nóng lên. Điều này dẫn đến rất nhiều ngưng tụ bên trong máy nén.

Hai vấn đề chính

Vấn đề chính với máy nén trục vít trong các ứng dụng quy mô nhỏ là nhu cầu không khí thấp không đủ làm nóng máy nén khí và sự mất cân bằng giữa kích thước máy nén và nhu cầu không khí khiến hệ thống khí nén rất kém hiệu quả (điện/chi phí).

Làm nóng lên

Nếu máy nén trục vít không nóng lên đến nhiệt độ hoạt động dự định (khoảng 80 độ C), sẽ xảy ra rất nhiều vấn đề về ngưng tụ. Không khí được nén chứa nhiều hơi ẩm, ở nhiệt độ thấp sẽ ngưng tụ bên trong máy nén, làm loãng dầu và gây ra hiện tượng oxy hóa (rỉ sét) ở van và các bộ phận bên trong khác.

Sử dụng năng lượng

Như đã nói ở trên, mức tiêu thụ không khí quá thấp sẽ dẫn đến thời gian chạy không tải kéo dài so với số giờ chạy mỗi ngày hoặc mỗi tuần. Vì máy nén vẫn sử dụng khoảng 1/3 toàn bộ năng lượng trong quá trình chạy không tải nên đây đều là năng lượng lãng phí.

Khắc phục các thiết lập máy nén sử dụng ít rắc rối hiện có

Có hai cách để khắc phục các thiết lập hiện có trong đó máy nén khí trục vít được chọn trong một ứng dụng mà trên thực tế yêu cầu mức tiêu thụ không khí quá thấp của máy nén khí nói trên.

1. Lắp đặt bộ thu khí lớn

Nâng cấp bộ thu không khí hiện có lên bộ thu không khí lớn hơn hoặc chỉ cần lắp đặt bộ thu không khí thứ hai. Điều này làm là nó làm cho toàn bộ hệ thống ‘chậm hơn’. Máy nén sẽ mất nhiều thời gian hơn để lấp đầy bộ thu khí lớn và cũng mất nhiều thời gian hơn để người tiêu dùng ‘rút’ không khí được lưu trữ trong bộ thu khí.

Thời gian nạp đầy lâu hơn đảm bảo rằng máy nén có thời gian làm nóng và tự làm sạch khỏi nước.

Thời gian thoát nước dài hơn của bộ thu khí đảm bảo rằng máy nén sẽ thực sự dừng giữa các chu kỳ tải (giảm mức tiêu thụ năng lượng từ 30% xuống 0 vào những thời điểm đó).

2. Nạp đầy máy nén theo cách thủ công mỗi tuần

Nếu việc lắp đặt một bộ thu khí lớn hơn không phải là một lựa chọn vì chi phí, kích thước hoặc đơn giản vì mức sử dụng không khí quá thấp nên vẫn không giải quyết được vấn đề, thì giải pháp thực sự duy nhất là đảm bảo máy nén chạy hết công suất ít nhất một lần. một tuần.

Chúng ta có thể thực hiện điều này bằng cách chỉ cần mở một van để lọc không khí ra khỏi hệ thống (sử dụng bộ giảm âm). (có một số kỹ thuật liên quan ở đây, hãy cho tôi biết nếu có ai muốn biết và tôi sẽ viết một bài báo ngắn về nó).

Để máy nén chạy trong 20 phút đến một giờ ở mức đầy tải. Đây là thực hành tiêu chuẩn thực tế sau khi bảo trì.

Điều này sẽ làm cho máy nén nóng lên đến nhiệt độ vận hành được thiết kế, nhiệt độ này sẽ bay hơi và đẩy toàn bộ nước ngưng tụ ra khỏi máy nén.

Thay thế cho máy nén khí trục vít cho nhu cầu nén khí quy mô nhỏ

Khi nói đến nhu cầu nén khí ở quy mô nhỏ hơn, các giải pháp thay thế có thể phù hợp hơn do những thách thức mà máy nén khí trục vít quay phải đối mặt trong các cài đặt như vậy.

Như chúng ta đã thấy, mặc dù máy nén trục vít quay có hiệu suất cao và đáng tin cậy cho các ứng dụng công nghiệp quy mô lớn nhưng chúng không phải lúc nào cũng là lựa chọn tốt nhất cho các hoạt động nhỏ hơn.

Thực sự chỉ có một giải pháp thay thế: máy nén piston chuyển động qua lại

Máy nén pittông, còn được gọi là máy nén piston, là sự lựa chọn phổ biến và tiết kiệm chi phí cho các địa điểm làm việc nhỏ hơn như nhà để xe và các dự án xây dựng nhà ở. Chúng đạt được áp suất cao thông qua các pít-tông được dẫn động bởi trục khuỷu và phù hợp cho các ứng dụng không yêu cầu sử dụng công suất nặng liên tục.

Chúng không gặp phải những vấn đề tương tự như máy nén trục vít. Chúng có thể khởi động/dừng nhiều lần mà không gặp sự cố (chúng nhỏ hơn và thường không có chu kỳ chạy không tải) và chúng nóng lên nhanh chóng nên hiện tượng ngưng tụ ít xảy ra hơn.

Vì máy nén piston thường có công suất nhỏ hơn so với máy nén trục vít, nên bạn có thể rơi vào tình huống máy nén trục vít thực sự quá lớn so với thiết lập của bạn nhưng máy nén piston lại quá nhỏ.

Trong tình huống này, chỉ cần chọn hai máy nén piston. Hoặc thậm chí là ba!

Nghiêm túc! Những chiếc máy rắc rối nhất, lãng phí tiền bạc (cả về đầu tư lãng phí, chi phí bảo trì bổ sung và mức sử dụng năng lượng) mà tôi từng thấy, luôn là máy nén trục vít quay quá lớn cho công việc.