Batni ali vijačni kompresor? Konstantna-fiksna hitrost motorja ali frekvenčno krmiljeni pogonski motor? Oljno mazani ali brezoljni kompresor? Enostopenjski ali dvostopenjski vijačni kompresor? Ustrezen izbor tehnologije kompresorja vsekakor predstavlja velik izziv za investitorja.

Slika 1: Animacija kompresije v vijačnem elementu

Najpomembnejši parametri, ki izkazujejo učinkovitost (ali neučinkovitost) obstoječega sistema: V kompresorskih sistemih imamo kapaciteto kompresorja, izraženo v l/min ali m3/h, delovni tlak izražen v bar (7/8/10/12 ali več bar), moč aktivnega kompresorja izraženo v kW, idr... ter vse to opredeljeno na enoto časa. Ti parametri nam podajo podatek o učinkovitosti trenutnega kompresorskega sistema, in ta podatek se imenuje specifična poraba energije, izražena v številu porabljenih kW energije za proizvodnjo 1 m3 zraka na minuto ali uro. Manjša/nižja kot je specifična porabljena energija, bolj učinkovit je sistem - in tako generiramo nižji strošek energije za izdelavo proizvoda – nižja lastna cena proizvoda

Enostopenjski ali dvostopenjski vijačni element?

Enostopenjski vijačni element je sestavljen iz seta 2 rotorjev nameščenih v eno ohišje, neposredno gnana z elektromotorjem, direktno ali preko zobniškega predležja ali preko jermenskega prenosa.

Dvostopenjski vijačni element  je sestavljen iz dveh setov sinhroniziranih rotorjev, ki se lahko nahajajo v skupnem ohišju (v dizajnu »zgoraj/spodaj«) ali v dveh ločenih ohišjih statorja, povezanih v tadem (v dizajnu »konec - konec«).

                                             

                                          Dvostopenjski vijačni element                                                                                                                  Notranjost 2-stopenjskega vijačnega kompresorja

Razlika med enostopenjskimi in dvostopenjskimi vijačnimi kompresorji ni toliko v končnem rezultatu (kapaciteti), kakor v količini energije, ki se porabi za doseganje tega končnega rezultata.

Poleg osnovnega dejstva 2-stopnjskega vijačnega elementa nizke porabe energije, ima 2-stopensjki vijačni element številne prednosti:
• znižano kompresijsko razmerje posamezne kompresijske stopnje,
• nizki diferenčni tlaki,
• nizka termična obremenitev,
• nizka poraba energije pri delni obremenitvi,
• stalen sistemski tlak znižuje fluktuacije tlaka v sistemu in splošne potrebe po zraku,
• nizki vrtljaji moških rotorjev povečajo zmogljivost in povečajo zanesljivost,
• profil rotorja 5/6 ustvarja optimalne zmogljivosti in hkrati zmanjšuje porabo energije,
• vstopni ventil z neposrednim tokom zagotavlja zanesljiv nadzor zmogljivosti,
• zmanjšana poraba energije zmanjša ogljični odtis in prihrani stroške.      

Primerjava kompresije med enostopenjskim in dvostopenjskim kompresorjem

                             

Strošek električne energije potrebne za delovanje kompresorja predstavlja kar 75% skupnih stroškov lastništva vijačnega kompresorja, zato lahko prihranki energije z uporabo dvostopenjskega vijačnega kompresorja predstavljajo pomembne koristi.     

Primerjava porabe električne energije 1-stopensjkega in 2-stopenjskega vijačnega kompresorja

Predpostavimo, da tovarna deluje 24 ur/dan, 7 dni/teden (8.736 delovnih ur), poraba stisnjenega zraka 28 m³/min pri 8 bar ter strošek električne energije 0,15 EUR/kWh.     

Opcija A ponuja:

200 kW enostopenjski vijačni kompresor
Kapaciteta 29 m³/min pri 8 bar
Poraba 212,6 kW pri polni obremenitvi
Učinkovitost motorja 96%
Prodajna cena kompresorja 65.000,00 EUR                                            

Opcija B ponuja:
160 kW dvostopenjski vijačni kompresor
Kapaciteta 30 m³/min pri 8 bar
Poraba 188 kW pri polni obremenitvi
Učinkovitost motorja 96%
Prodajna cena kompresorja 78.000,00 EUR

Opcija A s svojo ponudbo enostopenjskega vijačnega kompresorja lahko predstavlja učinkovito rešitev v primerjavi z drugimi enostopenjskimi vijačnimi kompresorji, vendar je še vedno potrebno upoštevati potencial dvostopenjskih vijačnih kompresorjev:

Formula: kW x delovne ure x cena kWh / učinkovitost motorja

Strošek energije Opcije A (enostopenjski vijačni kompresor moči 200 kW)

212,6 x 8.736 x 0,15/ 0,96 = 290.199,00 EUR/leto

Strošek energije Opcije B (dvostopenjski vijačni kompresor moči 160 kW)
188,0 x 8.736 x 0,15/ 0,96 = 256.620,00 EUR/leto

Oba kompresorja zagotavljata zahtevano količino stisnjenega zraka pri zahtevanem tlaku, vendar je dvostopenjski vijačni kompresor energetsko učinkovitejši (s prihrankom kar 33.579,00 EUR/let).

Torej glede na trend podražitev energentov gre tudi trend svetovnih proizvajalcev vijačnih kompresorjev v smer energetskih izboljšav, zato je 2-stopenjski vijačni kompresor za velike porabnike stisnjenega zraka logičen izbor za dosego energetske učinkovitosti.