Een schroefcompressor wordt gebruikt voor het comprimeren (samenpersen) van gassen. Een schroefcompressor bestaat veelal uit een geluiddempende omkasting met daarin diverse componenten in serie gemonteerd die geschikt zijn voor het comprimeren van diverse gassen, zoals bijvoorbeeld atmosferische lucht en stikstof.
De meest gebruikte toepassing van een schroefcompressor is als compressor voor het maken van perslucht voor bijvoorbeeld bediening van pneumatische systemen.
De schroefcompressor bestaat dan, naast het schroefcompressorblok met een direct gekoppelde elektromotor (3) , uit een lucht-inlaatfilter (1), een lucht-inlaatklep (2), een olieafscheider-ketel (4), een oliekoeler (5), een perslucht-nakoeler (6) met condensaatafscheider [7]. Tevens is er een besturingssysteem ingebouwd voor het efficiënt regelen en bewaken van de schroefcompressor.
Hoe werkt een schroefcompressor?
Hoofdcomponenten schroefcompressor
De werking van een schroefcompressor is als volgt: door de schroefcompressor wordt atmosferische lucht aangezogen, die in het lucht-inlaatfilter wordt gereinigd van fijne stofdeeltjes en via een inlaatklep in het compressorblok gelaten. Het samenpersen van de perslucht geschiedt door verkleining van de ruimte tussen de beide rotoren, (zogenaamde compressiekamers) in de lengterichting van de rotoren vanaf de lucht-inlaat in het compressorblok. In het compressorblok wordt via een ingenieus kanalenstelsel ook olie geïnjecteerd die dient voor afdichting, smering en koeling. Met afdichting wordt hier bedoeld het voorkomen van terugstroming van perslucht naar een vorige compressiekamer. Het perslucht-oliemengsel wordt daarna onder druk uit het schroefcompressorblok geperst en naar een olie-afscheidersyteem gevoerd. In dit systeem wordt de olie uit de perslucht gefilterd, want de olie wordt telkens opnieuw teruggevoerd naar het schroefcompressorblok voor hergebruik. Voor een efficiënte afscheiding van de olie, die circuleert in het systeem, is een olie-afscheiderketel met een fijnfilter ingebouwd. In dit olie-afscheidersysteem wordt 99,9% van de olie afgescheiden.
De olie wordt daarna via een terugslagklep naar de oliekoeler gevoerd en gekoeld met omgevingslucht door middel van een ventilator. Vanuit de oliekoeler is de olie dan weer gereed voor de volgende cyclus van afdichten, smeren en koelen van het schroefcompressorblok. In het oliecircuit zijn nog diverse componenten opgenomen, zoals een regelventiel en oliefilter voor een langere standtijd van de olie.
De perslucht gaat vanaf het olie-afscheidersysteem naar de perslucht-nakoeler, waarin de gecomprimeerde lucht zal worden afgekoeld tot ca. 5 – 10 °C boven de omgevingstemperatuur. Door de afkoeling van de perslucht in de nakoeler ontstaat condensaat. Het condensaat wordt door middel van een cycloonafscheider (die aan de uitlaat van de nakoeler is gemonteerd) afgevoerd via een automatische aftap. De perslucht zal dan uiteindelijk via een (vaste) aansluiting aan de buitenzijde van de omkasting uit de schroefcompressor worden geperst naar een persluchtketel en persluchtbehandeling apparaten, zoals een luchtdroger en filters.
Schroefcompressorblok
KAESER schroefcompressorblok met Sigma Profiel
Het hart van de schroefcompressor is het schroefcompressorblok (ook wel element genoemd), waarin twee met hoge precisie gefabriceerde rotoren zijn gemonteerd. De rotoren zijn voorzien van een special schroefprofiel. Als de rotoren gaan draaien, wordt de aangezogen lucht in de ruimte tussen deze rotoren samengeperst. Het schroefcompressorblok is essentieel voor de werking van een schroefcompressor: hier wordt immers de perslucht “gemaakt”. De kwaliteit van het blok bepaalt in hoge mate de energiezuinigheid van de compressor. Kwaliteit in dit verband moet gezocht worden in de speciale vorm van de rotorprofielen die met zeer hoge precisie geproduceerd worden. Deze kwaliteit zorgt ervoor, dat er zeer efficiënt perslucht wordt opgewekt. Een andere belangrijke component is de aandrijving van het schroefcompressorblok. De aandrijving van een schroefcompressor is vaak elektrisch door middel van een elektromotor. De bedrijfskosten van een schroefcompressor bestaand grotendeels uit energiekosten. De elektromotoren dienen derhalve energiezuinig te zijn.
KAESER schroefcompressoren zijn al jaren voorzien van IE4 motoren. Dat zijn super-premium hoog rendement elektromotoren. Deze voldoen aan de IE4 efficiency-klasse gemeten conform NEN-EN-IEC 60034-30-1:2014. IE4 is daarin op dit moment de hoogste efficiency klasse. In het kader van de huidige regelgeving van de overheid (Informatieplicht energiebesparing) is het belangrijk daarop bij aanschaf van een schroefcompressor te letten. Door aanschaf van een schroefcompressor met IE4 motor kunnen gebruikers van schroefcompressoren aantonen dat er energiebesparende maatregelen worden uitgevoerd.
KAESER IE 4 super-premium rendement motor
Naast het feit dat een schroefcompressor gewoon perslucht moet leveren is het ook van belang, dat het energieverbruik van de compressor zo laag mogelijk is. Vanaf het begin is dit de ontwerpfilosofie van Kaeser geweest: meer perslucht met minder energie. Naast de eerdergenoemde hoge kwaliteit van het schroefcompressorblok, de premium hoog-rendement elektromotor bepalen de besturing en de overige hoogwaardige componenten de uiteindelijke energie efficiency. Daar wordt door Kaeser het verschil gemaakt met een gewone doorsnee compressor. En als bijkomend voordeel zorgt het toepassen van kwaliteitscomponenten voor een lange levensduur. De jaarlijkse bedrijfskosten van een schroefcompressor bestaan voornamelijk uit energiekosten. Bij vergelijkingen van de efficiency van schroefcompressoren is het dus belangrijk, dat het totaal opgenomen elektrische vermogen van de schroefcompressor uit het elektriciteitsnet én de capaciteit van de schroefcompressor bij dezelfde einddruk aan de uitlaat met elkaar dienen te worden vergeleken. Zie onderstaande afbeelding.
Energieverbruik van een schroefcompressor
Basisontwerp van een schroefcompressor, bepalen van het specifiek vermogen
Dus niet alléén het geïnstalleerde, nominale motorvermogen met de nominale capaciteit, die veelal bij lagere werkdruk wordt genoemd- vergelijken. Bij watergekoelde schroefcompressoren dienen daarbij uiteraard ook de kosten van het koelwatersysteem te worden mee gerekend.
KAESER is uw specialist voor goed werkende schroefcompressoren
Schroefcompressoren worden verder ook veel gebruikt in de koeltechniek voor het comprimeren van koudemiddelen in gasfase naar hogere druk en temperatuur (condensatie-druk en temperatuur). Bij olievrij comprimerende schroefcompressoren worden 2 compressorblokken in serie worden toegepast. Tussen deze compressorblokken wordt dan een tussenkoeler geplaatst om de inlaattemperatuur van het gas naar het tweede schroefcompressorblok (element) te verlagen.