Del 2: Kompressortyper

Oversikt over kompressortyper

Del 2 av Trykkluftskolen tar for seg virkemåten av de ulike kompressortypene, fordeler og ulemper ved de ulike typene, samt noen råd og veiledning om hvordan du velger riktig kompressor til din bedrift.

Det er selvsagt mange variabler og det finnes kanskje ikke noen fasitsvar. De forskjellige kompressortypene har sine fordeler og ulemper. Og i enkelte tilfeller kan valget av teknisk løsning være vanskelig.

Denne oversikten vil i hovedsak ta for seg de vanligste elektrisk drevne industrikompressorene; stempelkompressorer, lamellkompressorer og skruekompressorer. Det finnes også alternative driftsformer, som diesel- eller bensinmotorer og hydraulisk drevne kompressorer.

For å finne riktig kompressor med riktig trykk og kapasitet til en gitt installasjon er det mange faktorer som må ivaretas, for eksempel:

­ Maksimumsforbruk, minimumsforbruk og hovedforbruk av trykkluft.

­ Om det er store variasjoner i trykkluftforbruket: hvordan kan man best ivareta styring for en økonomisk drift? Bør man velge én stor kompressor, flere kompressorer med forskjellig størrelse med styring som velger den mest økonomiske, eller frekvensstyrt kompressor?

­ Omgivelsesforholdene: temperatur, fuktighet og omgivelsestrykk.

­ Høy inntakstemperatur vil redusere kompressorens effektivitet. Det samme vil gjelde lavt omgivelsestrykk. Dette er avhengig av høyde over havet.

­ Høy omgivelsestemperatur kan redusere utnyttelsen av elektromotoren.

­ Hvilke kjølemetoder er tilgjengelige? Vann eller luft? Er det mulighet for gjenbruk av varmen?

­ Miljøfaktorer som støy og vibrasjon. Trengs det ekstra fundamentering?

­ Hva med servicetilgjengelighet? Ønsker man å benytte eget personell eller leverandørens serviceteknikere? Hvilken sikkerhet ønsker man? Hvor lang stans kan tåles?

Hovedkategorier av kompressorer

Dynamiske kompressorer

Dynamiske kompressorer er roterende maskiner som akselererer luften gjennom elementet. Bevegelsesenergien omformes til trykk. Det vi kjenner best innen denne kategorien er turbokompressorer, som i dag oftest blir benyttet som basismaskin ved stort forbruk og der det er flere kompressorer som jobber sammen.

Fortrengerkompressorer

Dette er kompressorer hvor et volum av luft presses sammen i et kammer til mindre volum og derved høyere trykk. (Ref. Boyle Mariottes lov i Trykklufskolen, del 1). Med andre ord omfatter denne kategorien de fleste kompressorer som benyttes i industrien i dag.

Stempelkompressorer

Stempelkompressorer er en type fortrengerkompressor. Stempelkompressorer er vel nesten en saga blott i industrien i dag, samtidig som flere og flere har en i garasjen til småreparasjoner, for å kontrollere og fylle luft i dekk, lakkering, vasking eller til å pumpe opp fotballen og badeballen.

Som industrikompressor blir stempelkompressoren benyttet hvis det er behov for trykk høyere enn 13 -15 bar (for eksempel pusteluftflasker på 200-300 bar), noe prossessindustri 20 -40 bar, tester og laboratorier med forskjellig trykkbehov, osv.

Fordeler med stempelkompressorer:

­Ofte rimelig i innkjøp, spesielt de til hobbybruk.

­ Benyttes ved høyere trykk.

Ulemper ved stempelkompressorer:

­ Som regel høyt støynivå.

­ Egner seg ikke for kontinuerlig drift.

­ Høy lufttemperatur på avgitt luft.

­ Vibrasjon og ofte mer forurensning i form av olje og partikler enn skrue- og lamellkompressorer.

Lamellkompressorer

Lamellkompressoren har en enkel mekanisk design hvor rotor og lameller er de bevegelige delene. Rotoren er montert eksentrisk i huset, og luften suges inn der det er stort volum og presses ut der det er liten klaring.

Lamellkompressorene leveres både som oljesmurte modeller og tørtløpende modeller.

I en oljesmurt modell kjøler, smører og tetter oljen. Kompressoren trenger derfor et separatorelement for å skille olje og luft igjen før "ren" luft slippes ut på nettet.

I tørtløpende modeller er lamellene laget i et selvsmørende materiale som for eksempel karbon (kullstoff).

Lamellkompressorene har normalt et lavt støynivå og liten vibrasjon. Likevel har ikke lamellkompressoren en stor markedsandel i industrien, og de som er levert er for det meste mindre og mellomstore kompressorer.

Skruekompressorer

Skruekompressoren har en lang historie og har vært i bruk siden 1878. Den mest vanlige skruekompressoren brukt i industrien, har en oljesmurt skrue som består av et hus med en han-rotor og en hun-rotor. Dette er den desidert mest utbredte løsningen for de fleste industribedrifter.

Komprimeringen skjer ved at luft suges inn mellom to rotorer eller skruer, samtidig som det sprøytes olje inn der skruene kommer i inngrep med hverandre. Ved rotasjon blir kammeret mellom rotorene mindre, og trykket øker samtidig som volumet reduseres.

Oljen tetter mellom rotorene samtidig som den også hindrer at flatene kommer i berøring med hverandre selv om det ikke benyttes gir. Oljefilmens tetningseffekt fører til høyere virkningsgrad også ved lavere hastigheter. Oljen i en oljesmurt skruekompressor vil også kjøle skrueenheten ved komprimering, og virkningsgraden vil derfor være bedre også ved lavere temperatur.

I tillegg til oljekjølte/-smurte skruekompressorer finnes det vannkjølte kompressorer hvor vann sprøytes inn i rotorene for å kjøle, og tørtløpende skruekompressorer hvor en mellomkjøler benyttes for å kjøle ned luften mellom trinnene hvis det ønskes et arbeidstrykk på mer enn 4 -5 bar.

Men, som nevnt er oljekjølte ett-trinns skruekompressorer det som blir desidert mest benyttet. Dette har sannsynligvis en sammenheng med de totale levetidskostnader.

Drift og styring av de kompressorene kommer vi tilbake til i kapittel 4.

For mer informasjon kontakt Nessco AS: www.nessco.no

Figur 2:1: Oversikt over hvordan kompressorer kan inndeles i hovedgrupper

Figur 2:2: Skruekompressorens virkemåte

Les hele saken