Wat is een schroefcompressor?

Schroefcompressoren zijn een type luchtcompressor die gebruik maken van een roterend verdringermechanisme om lucht samen te drukken.

In tegenstelling tot traditionele zuigercompressoren die afhankelijk zijn van een heen-en-weer-beweging, gebruiken roterende schroefcompressoren twee in elkaar grijpende spiraalrotoren om lucht continu op te vangen en samen te drukken. Deze compressoren zijn perfect voor industriële toepassingen die grote hoeveelheden perslucht vereisen, van grote koelsystemen en chillers tot elektrische gereedschappen zoals sloophamers en slagmoersleutels.

Het hart van een schroefcompressor bestaat uit twee nauw in elkaar grijpende schroefrotoren, bekend als mannelijke en vrouwelijke rotoren, die synchroon draaien om de lucht langs hun lengte op te vangen en samen te drukken. Stelt u zich eens voor dat het een spiraaltrap is die smaller wordt naarmate u omhoog gaat: de luchtzakken tussen de rotoren worden kleiner, waardoor compressie ontstaat.

Het belangrijkste verschil tussen deze en eenvoudigere schroefpompen is dat de rotoren van de schroefcompressor niet symmetrisch zijn. De mannelijke rotor heeft minder convexe lobben, terwijl de vrouwelijke rotor concave holtes met meer lobben heeft. Dit ontwerp verbetert de afdichting en verhoogt de efficiëntie van het compressieproces.

Moderne techniek zorgt ervoor dat de spelingen tussen de rotoren en het compressorhuis extreem klein zijn, waardoor er zo weinig mogelijk lucht lekt. Sommige lekkages zijn echter onvermijdelijk, vooral bij kleinere compressoren waar de lekkagepaden relatief groot zijn. Daarom zijn schroefcompressoren over het algemeen het beste geschikt voor middelgrote tot grote toepassingen, waarbij zuigercompressoren kleine taken overlaten.

Compressoren met vaste snelheid werken op een constant toerental en leveren een continue stroom perslucht. Ze zijn doorgaans goedkoper en eenvoudiger in ontwerp dan compressoren met variabel toerental. Ze kunnen echter minder energie-efficiënt zijn omdat ze hun vermogen niet kunnen aanpassen aan de vraag, wat leidt tot potentiële energieverspilling tijdens perioden met lage vraag.

Compressoren met variabel toerental passen hun motortoerental aan op basis van de luchtvraag, waardoor ze ongelooflijk efficiënt zijn. Door de snelheid te variëren, kunnen deze compressoren het energieverbruik en de bedrijfskosten aanzienlijk verlagen in vergelijking met modellen met vaste snelheid. Ze zijn met name nuttig in toepassingen waar de luchtvraag vaak schommelt, en bieden flexibiliteit en efficiëntie.

Compressoren met permanentmagneetmotoren maken gebruik van een zeer efficiënte motor met permanente magneten, vergelijkbaar met die in krachtige elektrische voertuigen. Deze technologie biedt een superieure energie-efficiëntie, vooral bij wisselende belastingen. Door de verliezen die gepaard gaan met frequentieregelaars en inductiemotoren te verminderen, leveren deze compressoren een uitstekend rendement, lagere bedrijfskosten en een langere levensduur van de motor.

In vergelijking met zuigercompressoren bieden schroefcompressoren een soepele, continue luchtstroom met minimale pulsatie. Dit leidt tot minder trillingen en geluid, zelfs bij krachtige units. Door hun stabiele werking zijn er ook minder robuuste funderingen of montagesystemen nodig: u kunt ze vaak op standaard rubberen trillingsisolatoren installeren zonder dat er speciale aanpassingen nodig zijn.

Economisch gezien zijn schroefcompressoren schaalbaar. Een schroefcompressor kan compact en eenvoudig te installeren zijn, wat het gebruiksgemak in verschillende industriële omgevingen verhoogt. Deze compressoren variëren doorgaans van 5 tot 500 pk en kunnen luchtdebieten leveren van meer dan 2.500 standaard kubieke voet per minuut (SCFM). Eentrapsmachines kunnen drukken tot 250 psi aan, terwijl tweetrapsontwerpen tot bijna 600 psi kunnen gaan.

Verschillende regelmethoden helpen om de luchtproductie en -vraag in evenwicht te brengen, waardoor de efficiëntie en levensduur van de apparatuur worden geoptimaliseerd:

• Start/stop-regeling: de compressor wordt in- en uitgeschakeld om aan de vraag te voldoen. Hoewel dit eenvoudig is, kan dit de motor verslijten door frequente starts en stops, en hebt u een grote luchtopslag nodig om intermitterende belastingen te bufferen.
• Load/Unload Control: de compressormotor draait continu, maar de capaciteit wordt aangepast door een schuifklep die lucht omzeilt bij lage vraag, waardoor de effectieve compressie afneemt. Dit vermindert de slijtage, maar vereist toch opslagtanks om de uitgangsdruk te vereffenen.
• Modulatieregeling: de schuifklep past de capaciteit continu aan de vraag aan, waardoor de druk stabiel blijft, maar de energiebesparing afneemt in vergelijking met last-/ontlastregeling. Dit is handig wanneer frequent fietsen niet praktisch is.
• Variabele verplaatsing: delen van de schroefrotoren worden selectief omzeild om het effectieve compressorvolume te wijzigen. Dit kan efficiënt zijn in specifieke omgevingen, maar wordt vaak gecombineerd met opslagtanks voor de beste resultaten.
• Aandrijving met variabele snelheid: past het motortoerental aan op basis van de vraag en biedt een bijna lineair vermogensverbruik over een breed bereik van debietwaarden. Hoewel dit systeem duurder is vanwege de complexiteit, vermindert het energieverbruik en mechanische slijtage.

Het idee van een schroefcompressor werd voor het eerst gepatenteerd aan het einde van de 19e eeuw, maar werd pas in de 20e eeuw veel gebruikt. Ingenieurs moesten het ontwerp verfijnen om stroompulsaties en afdichtingsproblemen te elimineren. Grote doorbraken kwamen tot stand met spiraalvormige lobben ter vervanging van symmetrische rotoren, met olie gevulde ontwerpen die hogere drukverhoudingen mogelijk maakten, en verbeterde rotorproductie die de productiekosten verlaagde en de nauwkeurigheid verhoogde.

Na verloop van tijd hebben functies zoals sleufkleppen voor capaciteitsregeling en asymmetrische rotorprofielen het rendement en de betrouwbaarheid verbeterd, waardoor schroefcompressoren geschikt zijn voor verschillende industriële omgevingen.

Bij het selecteren van de juiste luchtcompressor moet rekening worden gehouden met factoren zoals draagbaarheid, vereiste PSI, beoogde toepassing, gewicht, geluidsniveau en duurzaamheidskenmerken. Overleg met een lokale dealer kan deskundig advies geven op basis van specifieke behoeften, gereedschappen, materialen en beschikbare stroomvoorziening.

De gebruikte olie in oliegeïnjecteerde compressoren varieert afhankelijk van de schroefcompressor. Elk type heeft compatibiliteitsproblemen, vooral met afdichtingen en vetten die in compressoronderdelen worden gebruikt. Minerale oliën zijn bijvoorbeeld het beste geschikt voor toepassingen met minerale olievetten.

Schroefcompressoren zijn veelzijdige, efficiënte en technologisch geavanceerde machines die essentieel zijn voor veel industriële persluchtbehoeften. Hun continue, soepele luchtstroom, schaalbaarheid en aanpasbaarheid maken ze onmisbaar in verschillende toepassingen, van productie tot bouw.

Kennis van hun ontwerp, werking en onderhoud garandeert optimale prestaties en betrouwbaarheid, waardoor ze een solide keuze zijn voor industrieën over de hele wereld.