Винтовые компрессоры окружает большое количество мифов. Вспомним основные из них и попробуем рассмотреть их подробнее.

Миф первый: чем выше заявленный ресурс винтовой пары, тем компрессор лучше

Информация о ресурсе винтовой пары (или о ресурсе подшипников винтовой пары) в устах умелых продавцов винтовых компрессоров является одним из основных аргументов, характеризующих высокое качество (надежность) предлагаемой ими продукции. Действительно, заявления о ресурсе в 50000-100000 часов работы вызывают уважение. Иногда этот же аргумент имеет несколько иное звучание: «ресурс работы компрессоров серии … составляет более 70000 часов без капитального ремонта. Это означает, что Ваш компрессор будет непрерывно работать около 10 лет».

10 лет непрерывной работы, безусловно, серьезный результат. Но можно ли быть абсолютно уверенным в том, что компрессор на самом деле отработает 70000 часов? Давайте попробуем разобраться.

Прежде всего, отметим, что наработка в 70000 часов (а, может, даже и больше) возможна лишь в определенных условиях. Но ведь у каждого потребителя свои условия работы, зачастую, довольно сильно отличающиеся от «тепличных». Понятно, что при прочих равных условиях компрессор, установленный на фармацевтической фабрике, отработает гораздо больше, чем компрессор в цехе цементного завода. Не случайно чистота помещения, чистота компрессора, чистота воздуха, поступающего в компрессор – это важнейшие факторы, влияющие на продолжительность его работы. Другим немаловажным фактором является своевременно и квалифицированно проведенное техническое обслуживание.

Кстати, всем, кто говорит о ресурсе в десятки тысяч часов, можно задать вопрос о сроке гарантии на компрессор. Простейший математический расчет показывает, что при ежедневной круглосуточной работе в течение года компрессор отработает – 24 х 365 = 8760 часов. Поэтому если срок гарантии составляет всего 1 год, то в случае выхода компрессора из строя при наработке, превышающей 8760 часов, ремонтировать его придется уже за деньги.

Вот почему не стоит ориентироваться на заявления производителя о сроке службы винтового блока. Этот параметр попросту непроверяемый (при покупке компрессора, по крайней мере), потому что проверить его можно единственным способом – временем.

Миф второй: использование винтового блока известного производителя – залог высокой надежности винтового компрессора

Винтовой блок по праву считается «сердцем» компрессора. Известно, что в мире совсем немного производителей винтовых блоков. Поэтому большинство компаний, выпускающих компрессорную технику, используют «чужие» винтовые блоки на условиях аутсорсинга. И у потенциального покупателя часто создается впечатление о том, что если два компрессора разных производителей имеют одинаковое «сердце», то они имеют и примерно одинаковые эксплуатационные возможности.

Это серьезное заблуждение. Действительно, производители компрессоров всегда обращают особое внимание на использование высококачественных основных узлов изделия (в данном случае на винтовой блок). Конечно, винтовая пара является «сердцем» компрессора. Но это далеко не единственный элемент, влияющий на надежность всего компрессора в целом. Известная формула надежности гласит: «Надежность системы определяется надежностью ее самого слабого элемента». А слабым элементом обычно оказывается не винтовой блок, а какой-то другой элемент (электронный компонент компрессора, шланг, фильтр, реле и т.п.). Вот на них-то, в первую очередь, и экономят, чтобы удешевить продукцию.

В этой связи хочется привести один любопытный пример, о котором в свое время сообщалось в периодической печати. В сверхзвуковом реактивном англо-французском самолете «КОНКОРД» надежность основных бортовых систем выбрана таким образом, чтобы вероятность отказа с неопасными последствиями составляла не более 10 -5 , вероятность опасных отказов не более 10 -7 , а катастрофические поломки исчисляются вероятностью, меньшей 10 -9 . Иными словами, основное оборудование в самолетах рассчитано на очень высокую надежность. Однако, в 2000 г. «КОНКОРД» разбился, и причиной аварии, стал как раз незначительный эффект второстепенного узла.

Компрессор, конечно, не самолет. Но разве кому-то будет легче, если он выйдет из строя не из-за неисправности винтового блока, а по причине отказа небольшого электронного реле? Воздух-то он давать все равно не будет!

Миф третий: использование комплектующих компонентов известных производителей – залог высокой надежности винтового компрессора

Этот миф, в какой-то степени, является продолжением предыдущего. Сегодня ситуация на рынке такова, что наличие в комплектации компрессора компонентов, выпущенных под известными брендами, не всегда является гарантией надежности и качества.

Почему так? Как известно, большинство крупнейших мировых производителей уже переместило свое производство в Азию и, в первую очередь, в Китай. Конечно, продукция под маркой «made in China» не всегда является синонимом низкого качества. Но надежность производимого в Китае оборудования во многом зависит от уровня контроля со стороны головной компании. Если производство уже налажено и идет достаточно давно, то вполне возможно, что выпускается нормальная брендовая продукция. А вот на этапе запуска можно ждать самых неприятных сюрпризов.

Другая проблема китайского производства – это так называемые «серийные отказы». Довольно продолжительное время идет нормальная продукция, а потом вдруг неожиданно проявляется один и тот же серийный дефект.

Поэтому надежность компонентов компрессора сейчас зависит не только от бренда, но и от того, где они произведены. Одно дело, если это страны с многолетней, развитой культурой производства, и совсем другое, если это регионы, только начинающие свое восхождение к технологическим вершинам.

Миф четвертый: техническое обслуживание винтового компрессора заключается лишь в периодической замене расходных материалов

Лет десять назад, когда отечественный рынок стал активно наполняться винтовыми компрессорами, родился еще один миф. Говоря о преимуществах винтовых компрессоров перед поршневыми компрессорами, поставщики оборудования часто обращали внимание на то, что винтовые компрессоры гораздо проще в техническом обслуживании. А само техническое обслуживание винтового компрессора сводили лишь к периодической замене расходных материалов.

Это не совсем так. Ошибочно представлять техническое обслуживание винтового компрессора исключительно, как
замену расходных материалов. Помимо замены масла и фильтров в него входит еще целый ряд операций. Вот лишь неполный их перечень:

• проверка крепления проводов к магнитным пускателям;
• проверка натяжения (замена) приводных ремней;
• проверка и протяжка резьбовых соединений;
• проверка состояния масляных прокладок;
• очистка радиатора;
• проверка всасывающего клапана;
• проверка термозащиты мотора;
• проверка термозащиты винтовой группы;
• смазка клапана минимального давления;
• замена подшипников и прокладок винтовой пары;
• - замена подшипников электродвигателя.

Конечно, у всех этих операций разная периодичность проведения. Например, если резьбовые соединения нужно проверять и протягивать при каждом обслуживании (через 2500-3000 часов), то замена подшипников электродвигателя и винтовой пары проводится не ранее чем через 20000 часов работы.

Различные операции технического обслуживания требуют и разной квалификации обслуживающего персонала. Если заменить расходные материалы и подтянуть резьбовые соединения вполне по силам даже техническим специалистам среднего уровня, то заменить подшипники в винтовом блоке смогут далеко не все специалисты официальных сервисных центров поставщиков оборудования.

Поэтому техническое обслуживание винтового компрессора является целым комплексом мероприятий, проведение которых требует как времени, так и соответствующей квалификации обслуживающего персонала.

Миф пятый: использование безмасляного винтового компрессора – единственный способ получить сжатый воздух высокого качества

Существуют две полярные точки зрения на качество сжатого воздуха, производимого винтовыми компрессорами. Производители безмасляных винтовых компрессоров позиционируют их как единственное оборудование, позволяющее полностью исключить риск содержания даже минимального количества масла в сжатом воздухе при его использовании в тех отраслях промышленности, где требования к качеству воздуха особенно высоки.

Им оппонируют компании, не производящие безмасляные компрессоры. Они говорят о том, что даже безмасляный компрессор не в состоянии произвести 100% безмасляный воздух. Почему? Дело в том, что любой компрессор всасывает в себя атмосферный воздух, чистота которого зависит от условий всасывания. А условия всасывания часто таковы, что в воздухе присутствуют и пары масла, и различные углеводороды, и твердые частицы. Уже в атмосферном воздухе концентрация этих веществ бывает довольно высокой. При сжатии же она повышается еще в несколько раз! Поэтому сжатому воздуху после безмасляного компрессора, так же как и после маслонаполненного компрессора, необходима подготовка (осушка и очистка).

А если это так, то зачем тогда переплачивать за более дорогой безмасляный компрессор? Достаточно поставить маслонаполненный компрессор с качественной системой подготовки и получить высочайшее качество сжатого воздуха.

В общем, спорить на эту тему можно очень долго, но факт остается фактом: в любом случае, использование безмасляного винтового компрессора без системы подготовки воздуха недопустимо. Ведь отсутствие в сжатом воздухе масла совершенного не означает отсутствия твердых частиц и влаги. Поэтому как после маслонаполненных компрессоров, так и после безмасляных компрессоров, используется оборудование для подготовки сжатого воздуха, обеспечивающее примерно одинаковое его качество.

Современные системы подготовки позволяют понизить содержание масла в воздухе до величины, не превышающей 0,01 мг/м 3 , что соответствует 1 классу чистоты (ISO 8573-1).

Миф шестой: чем меньше удельные затраты на единицу произведенного сжатого воздуха, тем компрессор лучше

Можно ли сравнивать компрессоры лишь на основании их удельной мощности? Рассмотрим следующий пример. Допустим, что у нас имеются два компрессора с мощностью двигателя 7,5 кВт. Производительность первого компрессора 1 м 3 /мин, производительность второго компрессора 1,2 м 3 /мин. Какой компрессор эффективнее?

Величина удельной мощности компрессора определяется отношением номинальной мощности электродвигателя к его производительности. В нашем примере у первого компрессора она составит 7,5 кВт/м 3 , у второго 6,25 кВт/м 3 . Таким образом получается, что второй компрессор эффективнее, так его энергетические затраты на единицу произведенного сжатого воздуха ниже. Но так ли это?

Формально – да. Однако при сравнении винтовых компрессоров двух разных производителей, ориентироваться на заявленную продавцом производительность нужно очень осторожно.

Во-первых, существуют различные методики определения производительности компрессора. Поэтому при сравнении величин производительности, следует уточнить, по какой методике проводились измерения. Если выяснится, что использовались разные методики, то сравнивать удельную мощность этих компрессоров нельзя ни в коем случае: такое сравнение будет просто некорректным.

А во-вторых, даже если методики измерения совпадают, то удельная мощность не всегда является тем параметром, который позволяет дать точную оценку энергоэффективности компрессора. Концепция производства винтовых компрессоров практически у всех производителей предполагает использование одной и той же винтовой
пары на моделях, имеющих разную мощность электродвигателя. Сделать это позволяет конструктивная особенность винтовой пары, допускающая широкую глубину регулировки ее частоты вращения. Поэтому при сравнении двух компрессоров, имеющих одинаковую мощность электродвигателя, но разную производительность, надо сравнивать не только удельную мощность, но и частоты вращения винтов в каждом из них.

При прочих равных условиях, чем быстрее вращается винтовая пара, тем больше ее износ, и тем сильнее она подвержена риску выхода из строя. Соответственно, тем быстрее придется покупать новый компрессор, затраты на приобретение которого вполне сопоставимы со стоимостью сэкономленной электроэнергии.

Таким образом, формально более высокий уровень энергоэффективности зачастую достигается за счет более интенсивной эксплуатации винтовой пары.

Миф седьмой: винтовые компрессоры в комплектации «все в одном» - оптимальное решение для промышленных предприятий

Поставщики оборудования настойчиво продвигают миф о том, что модульные компрессоры типа «все в одном» (у которых сам компрессорный агрегат, ресивер и оборудование для подготовки сжатого воздуха образуют единый блок) являются оптимальным решением для использования на промышленных предприятиях.

С точки зрения размещения и сервисного обслуживания, установка подобных компрессоров, действительно очень удобна. Но есть несколько важных нюансов, о которых продавцы предпочитают умалчивать.

Во-первых, цена. Осушители должны иметь специальное исполнение, чтобы их можно было бы встроить в единый модуль. Специальное исполнение всегда стоит денег. Если вы покупаете импортный компрессор, то доставка ресивера всегда «влетает в копеечку». Ведь фактически, приходится перевозить воздух, потому что сам по себе ресивер – это просто бочка для воздуха. И покупатель абсолютно ничего не потеряет, если закажете ресивер, например, из Белоруссии.

Во-вторых, качество воздуха, а точнее обеспечение температуры точки росы. Осушитель, устанавливаемый в компрессорную станцию «все в одном», имеет «стационарное» исполнение, и замене не подлежит. Выбор этого осушителя всегда осуществляется для номинальных рабочих условий: давление сжатого воздуха на входе в осушитель 7 бар; температура воздуха на выходе из компрессора 35°С; температура окружающей среды 25°С. И только при таких условиях будет обеспечена требуемая температура точки росы 3°С.

Но что произойдет, если рабочие условия изменятся? Например, если температура воздуха на выходе из компрессора составит 45°С, а температура окружающей среды 35°С? В этом случае температура точки росы будет уже не 3°С, а гораздо выше. Следовательно, качество осушки значительно понизится. Решением проблемы могло бы стать использование более мощного осушителя, но установить его в модульный компрессор невозможно.

А в-третьих, использование компрессоров типа «все в одном» не всегда позволяет обеспечить главный принцип подготовки сжатого воздуха: она должна осуществляться в непосредственной близости от потребителей.

Поэтому, если у покупателя есть возможность установить все элементы компрессорной станции по отдельности, то лучше так и сделать. Если же нет, то только в этом случае можно остановиться на приобретении моноблока.

Миф восьмой: если компрессор не нагнетает сжатый воздух, то он неисправен

Причиной появления данного мифа стало непонимание принципиального отличия между выбором поршневого и винтового компрессора по производительности. Известно, что величина производительности поршневого компрессора на нагнетании должна превышать величину реальной потребности в сжатом воздухе на 15-20%. Можно сказать даже так: чем выше производительность поршневого компрессора по сравнению с расходом сжатого воздуха, тем лучше. В этом случае компрессор будет работать менее интенсивно, и иметь больше времени для охлаждения.

С винтовым компрессором ситуация несколько иная. Безусловно, производительность винтового компрессора точно так же должна превышать потребность в сжатом воздухе (на 10-15%). Но слишком большой «запас производительности» нежелателен. Более того, он даже вреден минимум по двум причинам.

Во-первых, надо учитывать специфику работы винтового компрессора. В отличие от поршневого компрессора, винтовой компрессор после набора максимального рабочего давления не отключается, а переходит в режим холостого хода. Этот режим является переходным и служит для перевода компрессора из рабочего режима в режим ожидания или полного выключения. В режиме холостого хода электродвигатель компрессора и винтовая группа продолжают работать, но без производства сжатого воздуха. Во время работы на холостом ходу электродвигатель продолжает потреблять электроэнергию (около 25-30% от своей номинальной мощности).

Поэтому, чем выше «запас производительности» перед расходом воздуха, тем продолжительнее время работы компрессора в режиме холостого хода (соответственно, тем выше и энергопотребление).

А во-вторых, при незначительном потреблении сжатого воздуха велика вероятность того, что компрессор не будет выходить на оптимальный тепловой режим, при котором температура воздушно-масляной смеси (масла) составляет 80-90°C. Именно при такой температуре воздух способен удерживать в себе влагу, не позволяя ей конденсироваться во внутреннем контуре компрессора.

Если же температура масла будет ниже, то это может послужить причиной появления конденсата. В результате через 1,5-2 года работы, на винтах образуется ржавчина, и винтовая пара выходит из строя. (Решением как раз этой проблемы стал выпуск серии компрессоров NEW SILVER, у которых время прогрева/выхода на оптимальную рабочую температуру не превышает 4-х минут).

Подведем итог: винтовой компрессор выбирается для решения конкретной задачи в соответствии с реальной потребностью в сжатом воздухе. Если же винтовой компрессор выбирается с запасом, например, с учетом перспектив на дальнейшее расширение производства, то эти перспективы должны иметь вполне реальные сроки.

Миф девятый: использование компрессора с частотным приводом позволяет получить 30-50% экономию электроэнергии

Компрессоры с частотным приводом уже около десяти лет являются наиболее заметным товаром на рынке промышленного оборудования. Одним из главных преимуществ, которое сулит эксплуатация данного компрессора, является экономия электроэнергии, якобы составляющая 30-50%.

Так ли это, и почему на некоторых промышленных предприятиях результат использования «частотника» может оказаться гораздо ниже ожидаемого? Попробуем разобраться.

Говоря об экономии электроэнергии, большинство производителей компрессорной техники сознательно умалчивают о режимах эксплуатации оборудования. Понятно почему: одна из крупнейших компрессорных компаний провела исследования характера потребления сжатого воздуха на европейских промышленных предприятиях. В результате анализа все полученные данные были условно разбиты на три группы. Ниже, они приводятся в таблице.

	Режим работы предприятия	Экономия электроэнергии
Группа 1. 64% предприятий	3-х сменная работа, большое потребление в дневные смены, слабое потребление в выходные дни.	38%
Группа 2. 28% предприятий.	2-х сменная работа, нет потребления в выходные, потребление сильно меняется в течение дня	29%
Группа 3. 8% предприятий.	2-х сменная работа, постоянное потребление на уровне 60% от максимальной производительности	14%

Хорошо видно, что наибольший эффект при использовании «частотника» был получен на предприятиях, где потребление существенно меняется в течение дня. Там же, где оно более-менее постоянно, говорить о значительной экономии электроэнергии не приходится.

Миф десятый: использование компрессора с частотным приводом сегодня является основным способом экономии электроэнергии

В продолжение разговора о компрессорах с частотным приводом можно сказать, что их использование на производстве – далеко не единственный способ добиться экономии электроэнергии. Существуют и другие решения, нередко, гораздо более простые.

Прежде всего, это организация децентрализованной системы обеспечения сжатым воздухом. В этом случае вместо одного мощного компрессора, не всегда полностью загруженного, устанавливают несколько компрессоров с меньшей производительностью. Если каждому из них обеспечить загрузку на уровне не менее 80%, то это в значительной степени нивелирует многие преимущества «частотника».

Другой интересный вариант – использование нескольких винтовых компрессоров, объединенных в сеть с общим пультом управления. При пиковых нагрузках система компрессоров работает полностью, а при уменьшении потребления воздуха один или несколько компрессоров автоматически отключаются. Данное техническое решение
также позволит получить реальную экономию электроэнергии.

Кроме того, установка, например, четырех обычных винтовых компрессоров, объединенных в систему с общим управлением, позволит обеспечить столь необходимый резерв сжатого воздуха на случай выхода из строя одного из компрессоров. Если это произойдет, то суммарная производительность оборудования уменьшится всего на 25%, в то время как выход из строя одного «частотника» полностью остановит все производство. А на некоторых предприятиях простой в течение даже одного дня принесет убытки, превышающие размер годовой экономии электроэнергии.

Кстати, в последнее время на компрессорах FIAC функцию общего пульта управления стала выполнять панель Air Energy Control, установленная на компрессорах AIRBLOK.

Благодаря жаркой погоде лета 2016 года объемы продаж систем кондиционирования выросли, существенно снизив складские запасы, и позволили рынку компрессоров для бытовых кондиционеров восстановиться до уровня 2014 года. Вместе с тем неблагоприятные тренды в мировой экономике не способствовали увеличению рынка компрессоров для полупромышленных систем кондиционирования.

Общемировая тенденция повышения продовольственной безопасности заставляет многие развивающиеся страны вплотную заниматься технологиями и оборудованием для создания «холодильных цепочек». Благодаря этому спрос на компрессоры для холодильной техники в 2016 году продолжал расти, несмотря на некоторое замедление темпов роста этого сегмента рынка.

Ротационные компрессоры

В 2016 году объем рынка ротационных компрессоров достиг 140 миллионов штук, показав рост на 11,2% по сравнению с предыдущим годом. Из них 107,3 миллиона пришлись на Китай. Объем рынка Юго-Восточной Азии составил 18,9 миллиона компрессоров данного типа: 4,1 миллиона штук были проданы в Индии, 3,2 миллиона - в Японии, 2,6 миллиона - в Ближневосточном регионе, 2,2 миллиона - в Бразилии, 2 миллиона - в странах Европы, 1,5 миллиона - в США.

Производство ротационных компрессоров сконцентрировано в Азии, прежде всего в Китае, а также в Таиланде, Японии и Малайзии.

Ужесточение требований к энергоэффективности оборудования в ряде ведущих стран способствует росту производства и продаж инверторных ротационных компрессоров. Применение инверторных технологий значительно улучшает производительность компрессора при неполной нагрузке, причем эффективность тепловых насосов не падает даже в холодном климате.

Производимые в Японии двухступенчатые ротационные компрессоры для холодильного оборудования пользуются огромным спросом в Европе, где конкурируют с компрессорами спирального типа.

Хладагенты

Ротационные компрессоры, как правило, предназначены для работы с такими хладагентами, как R410A и R22. Китайские компании в последнее время расширяют производство инверторных компрессоров, использующих R410A.

При поддержке Многостороннего фонда Монреальского протокола в Китае были изготовлены компрессоры ротационного типа для работы с хладагентами нового поколения - R32 и R290 (пропан). Однако в полном объеме на рынке эти компрессоры пока не появились. Ожидается, что в этом году в Китае будет окончательно решено, какой хладагент - R32 или R290 - станет основной заменой озоноразрушающих фреонов.

В Японии выбор уже сделан, там стремительно осуществляется переход на использование R32 в бытовых кондиционерах.

Из стран Юго-Восточной Азии доля бытовых кондиционеров на R32 велика в Таиланде, Индонезии и Вьетнаме. В других государствах региона - на Филиппинах, в Малайзии, Сингапуре - продажи такого оборудования пока только начинают набирать обороты.

Уже разработаны ротационные компрессоры для холодильного оборудования, использующие гидрофторолефиновую смесь R448A с низким потенциалом глобального потепления.

Спиральные компрессоры

Без учета изделий, выпущенных производителями для собственных нужд, объем рынка компрессоров спирального типа в 2016 году составил 14 миллионов штук, что больше показателей предыдущего года на 3,6%. Стимулом роста является спрос на VRF-системы.

Спиральные компрессоры все чаще используются в тепловых насосах «воздух - вода», в этом сегменте наиболее перспективен рынок тепловых насосов для холодного климата стран Северной Европы. Подобные устройства применяются там как для отопления, так и для нагрева воды в санитарно-гигиенических целях.

Благодаря своей компактности и производительности спиральные компрессоры находят применение и в холодильном оборудовании.

Япония поставляет спиральные компрессоры, использующие в качестве хладагента диоксид углерода, в страны Европы и в Австралию. Там эти компрессоры устанавливаются в водонагреватели, работающие по принципу теплового насоса, а также в холодильные системы.

Во всем мире набирают популярность гибридные транспортные средства. Поскольку спиральные компрессоры с электрическим приводом не создают дополнительной нагрузки на двигатель, их применение в транспортном машиностроении представляется весьма перспективным.

Разработка компрессора с параллельной конфигурацией расширила область применения устройств спирального типа, позволив использовать их там, где традиционно применялись винтовые компрессоры.

Винтовые компрессоры

Объем мирового рынка винтовых компрессоров составил в 2016 году 139 000 единиц оборудования. Умеренный рост продаж на эти устройства - на 1,2% - наблюдался в Китае, где в числе основных потребителей выступают строительная и холодильная отрасли. Вырос интерес к винтовым компрессорам в странах Юго-Восточной Азии и в Индии. В то же время европейский рынок винтовых компрессоров испытал падение на 5,6%, в США продажи сократились на 1,8%.

Холодопроизводительность отдельного винтового компрессора составляет от 70 до 1758 киловатт. В дополнение к компрессорам традиционной конструкции разработаны устройства сдвоенного и трехроторного типов. У трехроторных винтовых компрессоров роторы короче, а эффективность и надежность выше, чем у устройств сдвоенного типа той же производительности.

Применение в системах кондиционирования воздуха

Основная область применения винтовых компрессоров - чиллерные системы воздушного и водяного охлаждения, рекуперационные системы и льдоаккумуляторы. В воздушном кондиционировании они все чаще приходят на замену устройствам поршневого типа. Почти все производители из Европы, США и Японии увеличили поставки винтовых компрессоров в Китай для использования в системах кондиционирования.

Интеграция азиатских компаний в европейский рынок чиллеров призвана серьезно изменить структуру спроса и предложения винтовых компрессоров в самом ближайшем будущем.

В сегменте воздушного кондиционирования винтовые компрессоры вытесняются мощными спиральными компрессорами, в том числе установками из нескольких компрессоров, работающих параллельно, а также устройствами центробежного типа с магнитной подвеской ротора. Это неизбежно ведет к сокращению объемов рынка винтовых компрессоров. Ряд производителей уже переключился на производство винтовых компрессоров исключительно для систем промышленного и торгового холода.

Применение в холодильной отрасли

Рынок систем охлаждения для пищевых продуктов стабильно растет в странах и регионах с развивающейся экономикой, таких как Китай, Юго-Восточная Азия, Индия. Спрос на оборудование для холодильных цепочек в определенной степени стимулирует и производителей винтовых компрессоров. Устройства этого типа, например, все шире используются в таких специальных областях, как морские суда-рефрижераторы. Тем не менее наибольшим спросом пользуются небольшие компрессоры мощностью 52 киловатта для замены поршневых устройств, работающих в холодильниках супермаркетов и продуктовых магазинов шаговой доступности. Растет потребность и в компактных устройствах с инверторным управлением.

Значительная доля рынка винтовых компрессоров для холодильной техники принадлежит европейским компаниям, специализирующимся именно на этом виде продукции. Они производят компрессоры в Европе, а также собирают на своих азиатских фабриках для отправки на экспорт.

Хладагенты

В сегменте воздушного кондиционирования уже произошел переход от R22 к таким хладагентам, как R134a и R407C. Некоторые европейские производители продвигают винтовые компрессоры, работающие на гидрофторолефине HFO‑1234ze. Однако экологические нормы в различных странах значительно различаются, и в каждом конкретном случае производители стараются подобрать решение, удовлетворяющее требованиям местного рынка.

Поршневые компрессоры

На фоне серьезного падения продаж поршневых компрессоров для систем кондиционирования воздуха спрос на подобные устройства для холодильной техники год от года растет.

Поршневые компрессоры, применяемые в холодильных системах, отличаются широким диапазоном холодопроизводительности, что позволяет их использовать как в бытовом спектре холодильной техники, так и в коммерческом и даже промышленном оборудовании.

Спрос на полугерметичные поршневые компрессоры составил в 2016 году 178 000 штук, продемонстрировав тем самым рост на 3,3% по сравнению с 2015 годом. Это в особенности касалось компрессоров для промышленного оборудования и холодильных складов.

Китайские производители, ранее поставлявшие в Европу герметичные поршневые компрессоры для коммерческого оборудования небольшой мощности на условиях OEM, теперь сфокусировались на приобретении местных европейских брендов.

Хладагенты

Герметичные поршневые компрессоры для холодильного оборудования, использующего в качестве хладагентов пропан (R290) и диоксид углерода, созданные некоторое время назад, позволили этому виду устройств получить статус «дружественных к окружающей среде». На рынке появляются полугерметичные компрессоры, рассчитанные на работу с гидрофторолефинами.

Распространение в Европе, Китае и США тепловых насосов, работающих на диоксиде углерода (в том числе типа «воздух - вода»), поддерживает спрос на полугерметичные поршневые компрессоры.

Компрессоры центробежного типа

По сравнению с предыдущим годом объем мирового рынка компрессоров центробежного типа вырос в 2016 году на 8,2%, составив 17 000 единиц оборудования. Причиной роста стал быстро развивающийся сегмент устройств с магнитной подвеской ротора.

Крупнейшими потребителями чиллеров на базе компрессоров центробежного типа являются США и Китай. В этих же странах в основном сконцентрировано и их производство.

В последнее время увеличились объемы экспорта холодильных машин из США и Китая на Ближний Восток и в Юго-Восточную Азию.

Внедрение инверторного управления и безмасляных технологий позволило повысить эффективность работы компрессоров при частичной нагрузке. Спрос на не требующие смазки устройства особенно высок в США.

Развитие рынка и разумное ценообразование способствуют расширению областей применения чиллеров на базе безмасляных компрессоров центробежного типа. Современные машины с компрессорами на магнитной подвеске развивают холодильную мощность более 3500 киловатт, что позволяет им конкурировать с устройствами на базе традиционных центробежных компрессоров.

В дополнение к промышленным гигантам из Европы и США технологию магнитной подвески осваивают китайские и тайваньские производители.

Хладагенты

Основной хладагент для центробежных компрессоров - R134a. В качестве замены ГФУ- и ГХФУ-хладагентов в этом сегменте компании из Японии и США протестировали гидрофторолефин с низким потенциалом глобального потепления HFO‑1234ze. Существуют также экологически безопасные чиллеры на базе компрессоров центробежного типа, использующие в качестве хладагента воду.

Проблемы и направления развития

К основным трендам на мировом рынке компрессоров можно отнести внедрение инверторных технологий, использование параллельной конфигурации, интеграцию с инженерными системами объекта и организацию пред- и послепродажного обслуживания.

Дифференциация продукции

Всем основным типам компрессоров, будь то ротационные, спиральные, поршневые или центробежные, соответствует конкретный вид оборудования в каждой из областей применения. При этом наблюдаются две тенденции: дальнейшее разделение категорий оборудования на более узкие подкатегории и повышение мощности компрессоров, позволяющее им проникать в нетрадиционные для себя категории.

Так, в сфере воздушного кондиционирования повышение мощности спиральных компрессоров дает возможность использовать их вместо винтовых устройств номинальной мощностью 22,3–44,6 киловатта. Аналогично компрессоры центробежного типа небольшой мощности вытесняют винтовые компрессоры номинальной мощностью 75–223 киловатта. В холодильной индустрии спиральные компрессоры конкурируют с полугерметичными поршневыми устройствами малой и средней мощности.

Несмотря на разнообразие видов компрессоров, в некоторых специфических областях применения продолжает доминировать какой-то один тип. Например, спиральные компрессоры преобладают в сегменте полупромышленных кондиционеров воздуха производительностью от 4,5 до 22,3 киловатта. Для холодильного оборудования производительностью до 22,3 киловатта, а также для новых систем субкритического цикла на диоксиде углерода в основном используются полугерметичные поршневые компрессоры. Спиральные и винтовые устройства в этом сегменте не так распространены.

В чиллерах холодопроизводительностью свыше 223 киловатт применяются главным образом компрессоры центробежного типа.

Смена стратегии

Производители климатического оборудования меняют стратегию, переключаясь с конкурентного рынка бытовых кондиционеров воздуха на более прибыльные полупромышленные системы, этому способствует и увеличение мощности ротационных компрессоров - некоторым японским компаниям удалось довести ее до 15 киловатт.

Чтобы удовлетворить диверсифицированный спрос, производители компрессоров расширяют ассортимент продукции. Компании, специализирующиеся на ротационных или винтовых компрессорах, теперь предлагают и спиральные модели.

Организации массового производства компрессоров в Китае в настоящее время препятствует выросшая стоимость рабочей силы, и чтобы снизить себестоимость продукции, компании-производители вынуждены повсеместно внедрять автоматизацию техпроцессов, включая применение промышленных роботов.

Инверторные технологии

В целом ряде стран действуют весьма строгие нормативы по энергоэффективности машин и оборудования, распространяющиеся в том числе на кондиционеры воздуха и холодильные агрегаты. Соответствовать этим нормам помогает инверторное управление компрессором, которое было впервые применено на ротационных компрессорах и затем перешло на устройства спирального типа. Однако инверторные компрессоры до сих пор отличаются гораздо более высокой начальной ценой по сравнению с неинверторными устройствами. Ключевым фактором, способствующим их распространению, является возможность окупить начальную стоимость за счет снижения эксплуатационных расходов.

Как правило, ранее инверторные контроллеры продавались отдельно от компрессоров, сейчас же растет доля компрессоров с уже встроенным инвертором.

Еще одна интересная тенденция - появление электродвигателей постоянного тока, предназначенных для использования в компрессорах центробежного типа. Ранее такие моторы применялись в основном в маломощных воздушных кондиционерах.

Безмасляные технологии

Компрессоры, использующие безмасляные технологии, привлекают повышенное внимание рынка, так как отличаются более низкими расходами на эксплуатацию и обслуживание, а также меньшим энергопотреблением.

Безмасляные компрессоры центробежного типа с магнитной подвеской применяются в настоящее время уже довольно широко. Холодопроизводительность таких устройств сегодня достигает 3500 киловатт. Их основными потребителями являются Северная Америка, Европа и Австралия. Ожидается увеличение спроса на безмасляные компрессоры в Китае, Индии и Бразилии.

Помимо этого, рынок вновь проявляет интерес к керамическим подшипникам. Растет и число производителей, использующих технологию газовой смазки.

Тепловые насосы

Список видов оборудования, использующего компрессоры, обеспечивающие работу в режиме теплового насоса, уже включает бытовые и полупромышленные кондиционеры воздуха, VRF-системы и даже чиллеры. Кроме того, такие компрессоры активно применяются в водонагревателях.

В Китае развитие рынка тепловых насосов стимулируется политикой перехода от угля на электричество. Бенефициарами такой политики стали производители ротационных и спиральных компрессоров.

Многие компании предлагают тепловые насосы «воздух - вода» с компрессорами повышенной производительности, обеспечивающей возможность эксплуатации в холодном климате.

Прогноз на 2017 год

Изменение политики США в области экологии, налогов и международной торговли окажет влияние на мировую компрессорную индустрию. Колебания нефтяных цен на Ближнем Востоке, выход Великобритании из ЕС, политическая ситуации в Турции также станут причиной нестабильности на рынке.

Тем не менее, по мнению экспертов, экономический рост в Китае и Юго-Восточной Азии должен стимулировать увеличение объема мирового рынка компрессоров в 2017 году.

По материалам JARN

Будь в курсе новинок и трендов Подпишитесь на рассылку Ассоциации Предприятий Индустрии Климата (АПИК) и с периодичностью 1 раз в 2 недели мы будем присылать Вам новости климатической индустрии, результаты маркетинговой деятельности, приглашения на события отрасли.

26.06.2017

О методике функционирования винтовых компрессоров впервые было известно около 130 лет назад. Однако, распространение получили на протяжених 40 лет.

Такая популярность объясняется высоким КПДи снижением цены. Усиленные разработки винтовых компрессоровначались примерно в 1930 году. А началось все с того, что шведский инженер Альф Лисхольм впервые применил винтовой компрессор в роли газовой турбины. С того момента и по сей день все изобретения и модернизация компрессоров опираются на разработки этого выдающегося ученого.

1. Приспособление ассиметричного профиля ротора около 35 лет назад. Благодаря этому удалась сократить объем внутри компрессора. Это и выступало поводом внутренней утечки. Удалось добиться повышения коэффициента термодинамики и повышения КПД.

2. Практически в те же годы произошло использование приспособления для нарезания резьбы. Это позволило осуществить процесс создания таких комплектующих, как роторы. С того момента, как компрессоры стали обладать высоким уровнем надежности, прочностью, достаточно малыми габаритами и небольшой массой, они с уверенностью заняли свою нишу на рынке компрессионных установок.

На данный момент винтовые компрессоры применяются практически во всех сферах жизни. А именно - в химической и нефтехимической промышленности, газопереработке, в нефтяном сегменте. Стандартное использование подразумевает под собой снижение температуры с использованием углеводородов, фторуглеводородов, а также аммиачного хладагента, улавливание паров и газов, сжатие топливных газов, природного газа, газа из органических отходов, хвостовых газов, СО2 и гелия.

За предыдущие два десятилетия винтовые компрессоры стали востребованы в тех отраслях производства, в которых есть нужда в дожимной технологии и необходим сбор газов. Кроме того, возрос спрос на них в сфере газов, которые растворены в нефти. Снижение пластового давления вынудило сферу производства отыскать замену всем привычным и полюбившимся поршневым компрессорам.

Неоценимый взнос внесли компании и страны, которые боролись с загрязнением окружающей среды. Они выступали с требованием к промышленности сократить выброс газов в атмосферу либо их консервировать. Винтовые компрессоры достаточно активно эксплуатируются во всех сферах производства, которые связаны с воздухом и снижением температуры.

До развала СССР компрессионное оборудование так широко применялось лишь в газовой промышленности. В остальных сферах производства применяли исключительно поршневые компрессоры.

После обнаружения месторождений и пониженного пластового давления поршневые компрессоры было решено постепенно заменить винтовыми. Достаточно длительный период производители винтовых компрессоров трудятся над тем, чтобы приспособить компрессионное оборудование для неблагоприятный условий работы. Существует достаточно мало компрессоров, которые способны функционировать при высоком давлении, но это очень малая часть. Такой результат достигается благодаря применению стального корпуса, что достаточно дорогостоящее удовольствие.

Эксплуатируют винтовые компрессоры практически постоянно с целью снижения температуры газов во времятехнологического процесса, во многих отраслях газовой промышленности, так же в дожимном оборудовании для скважин, системахсбора газа, дожимное оборудование для поршневых компрессоров. Их применяют в отраслях, которые связаны с очищенными и сырыми газами, кислыми газами, при концентрации H2S и/или CO2 более 80%.

Так же винтовые компрессоры применяют для летучих газов, таких как водород и для газов с большим молекулярным весом и удельной вязкости до 2.0. На сегодняшний день винтовые компрессоры встречаются даже там, где используется газ из нетрадиционных источников. Рабочее давление для винтовых компрессоровколеблется от 50 до 1500 лошадиных сил.

Питание компрессора обеспечивается от электросети и от двигателя. Выпускают винтовые компрессоры безмасляные и маслозаполненные. В 50-х годах производители из Швеции изобрели технологию для винтовых компрессоров с применением масла, а так же усовершенствовали ротор, что позволило повысить производительность. Затем они разрешили пользоваться своей лицензией большинству мировых производителей.

Для технологических газов применят безмасляные винтовые компрессоры примерно с 1970 года. Маслозаполненные винтовые компрессоры применяют практически во всех сферах производства с 1980 года.

Безмасляные винтовые компрессоры используютсяв техотраслях, где наблюдается чувственность к загрязнениям в смазочном масле. Для понижения температуры во время сжатияприменяют впрыск воды. Коэффициент полезного действия у маслозаполненных компрессоров гораздо выше , чем у безмасляных . Так же они применяют для охлаждения масло. На протяжении последних двух десятилетий тенденция спроса на винтовые компрессорыпостепенно сместилась в сторону малозаполненных.

Практически все компрессоры применяют масло для смазки и снижения температуры в объеме 10 до 20гал/мин на 100лс. Применение данного объема масла дает возможность передачи всего выделенного тепла маслу. Даже при высоком уровне сжатия компрессор имеет невысокий температурный режим. Ограничить срок эксплуатации винтового компрессора можно только температурным режимом и давлением.

Безмасляные компрессионные установки выдерживают скачки давления до 12 бар , а маслозаполненные – до 20 бар . Производительность в этих компрессорах может быть до 60,000 м3/ч. Воздушные винтовые компрессоры принято относить к группе постоянно используемых. Они способны подавать сжатый воздух практически без перерыва. Имеют малые габариты, небольшой вес и низкий уровень шума во время работы, достаточно экономны в потреблении электроэнергии. Такие компрессоры способны функционировать всю неделю непрерывно и так очень длительный период времени. Винтовые воздушные компрессоры устанавливают там, где есть необходимость в постоянном потреблении сжатого воздуха.

Традиционно использующиеся на промышленных предприятиях России поршневые компрессоры в последнее время сильно сдали позиции, уступая лидерство своим более совершенным винтовым. Когда заменяется , то идут большие затраты труда и финансов. Тем не менее, многие руководители организаций и предприятий идут на дополнительные расходы ради замены поршневого компрессорного оборудования на винтовые аналоги. В чём же причина?

Затраты, связанные с использованием компрессорного оборудования, складываются из:

1. Деньги, потраченные на приобретение, и монтаж.
2. Стоимость потребляемой электроэнергии.
3. Стоимость расходных материалов, затраты на ремонт компрессоров и его плановое ТО.
4. Приобретение дополнительного компрессорного оборудования (пример - дополнительная система очистки сжатого воздуха).

Теперь сопоставим винтовые и по всем перечисленным ценовым параметрам.

Компрессорное оборудование, приобретение и монтаж. Сравнивая суммы, требующиеся для покупки поршневого и винтового типов, легко заметить, что поршневой компрессор намного дешевле. Его стоимость, по сравнению с винтовыми моделями аналогичной производительности, - ниже в среднем на 20-40%. Однако не стоит забывать, что в стоимость компрессорного оборудования обычно включаются затраты на его монтаж, - как правило, достаточно трудоёмкий. Винтовые же агрегаты не требуют для своей установки специального фундамента, следовательно, разница в цене, с учётом монтажа, окажется значительно меньшей.

Потребление электроэнергии. Как известно, винтовые компрессоры имеют более высокий КПД, и особенно эта разница заметна у аппаратов с большой производительностью. За время эксплуатации винтовой компрессор с классической схемой управления несколько раз окупает затраты на свое приобретение за счет экономии электроэнергии. Разница в затратах электроэнергии на производство одного и того же количества сжатого воздуха однозначно делает винтовое компрессорное оборудование более предпочтительными, по сравнению с поршневым. Кроме того, двухступенчатые модели, а также модели с изменяемой частотой вращения двигателя позволяют дополнительно сократить потребление электроэнергии еще на 30%. В дополнение к этому следует отметить, что система регулирования производительности винтового компрессорного оборудования является более совершенной. В результате они вырабатывают столько сжатого воздуха, сколько в данный момент потребляют.

Расходные материалы, ремонт, и техническое обслуживание компрессорного оборудования. обладают более совершенной системой маслоотделения.. Количество масла, попадающего в сжатый воздух, намного меньше, чем у поршневых, следовательно, - расход его, и затраты на приобретение гораздо ниже. Конструкция винтового процессора более совершенна, и позволяет использовать современные СОЖ, которые требуют замены в несколько раз реже по сравнению с маслом поршневого компрессорного оборудования.

Техническое обслуживание поршневых компрессоров подразумевает частую замену клапанов, поршневых колец, и т.д., что создаёт дополнительные проблемы. Механическая часть винтовых компрессоров не содержит быстро изнашивающихся деталей (в частности - клапанов, поршневых колец, вкладышей и т.п.). Хороший винтовой компрессор при соблюдении правил эксплуатации успешно прослужит вам в течение 15 - 25 лет в трехсменном режиме без капитального ремонта. Современные винтовые компрессоры имеют высокую степень автоматизации, что гарантирует хорошую защиту от аварийных ситуаций, а также избавляет от необходимости постоянного присутствия обслуживающего персонала рядом с агрегатом. Электронные блоки управления, которыми комплектуются компрессоры винтовые, позволяют программировать работу компрессора на месяц вперёд, а также дают возможность управлять группой компрессоров, запуская и останавливая их по мере изменения потребности в сжатом воздухе.

1. Дополнительное компрессорное оборудование. Винтовые компрессоры обладают более совершенной системой маслоотделения. Это позволяет снизить затраты на приобретение очистных механизмов. Кроме этого, в комплекте с поршневым компрессорным оборудованием приходится обычно приобретать ресивер, чтобы гасить пульсации давления, возникающие в пневмосистеме. Винтовой компрессор при работе не создает пульсации давления, что во многих случаях позволяет избежать применения ресиверов большого объема.

Винтовые компрессоры намного меньше шумят при работе, чем поршневые. Используя такое компрессорное оборудование как шумогасящие кожухи на винтовых компрессорах, можно ещё дополнительно уменьшить уровень шума. Это даёт возможность устанавливать их непосредственно рядом с потребителями сжатого воздуха, и как следствие, - отказаться от транспортировки сжатого воздуха на большие расстояния. Результат, - снижение содержания в сжатом воздухе твердых примесей и конденсационной воды, наносящих серьезный ущерб пневматическим механизмам.

Кроме того, децентрализация снабжения сжатым воздухом позволяет включать только то компрессорное оборудование, работа которого необходима в данный момент (к примеру, для работы одного станка нет нужды запускать огромную централизованную компрессорную станцию). Дополнительной выгодой является возможность использования тепла, которое выделяется при работе компрессорного оборудования, для отопления производственных помещений.

Всё это позволяет сделать заключение о том, что приобретение винтового компрессора в качестве замены поршневого является экономически оправданным мероприятием. Наша компания располагает широким ассортиментом самых современных винтовых компрессоров, производства отечественных и зарубежных фирм-изготовителей.

Скорее всего, вам расскажут про немецкую винтовую пару, про двигатель, расскажут какой установлен всасывающий клапан, какой теплообменник, какие шланги, какой вентилятор, какой термостат и т.д. Но послушайте, вы когда покупаете автомобиль, вас заботит какой генератор установлен, какие шланги, какие ремни используются? Откуда в компрессорном мире такая тяга рассказать про комплектующие компрессора?

Вы покупаете не двигатель и не винтовую пару, и, уж тем более, не шланги и клапана. Вы покупаете компрессор! Вам важно, чтобы он работал долго и обладал высокой степенью надежности. Понятное дело, что совсем без поломок не обойтись, но, в таком случае, вам нужна гарантия, что поломка любой сложности будет устранена моментально, что вам не придется ждать какую-то деталь 2 месяца. Вам менеджер с умным видом перечисляет комплектующие, предполагая, что вы очень хорошо знаете всех производителей клапанов, шлангов, двигателей и можете подтвердить, что эти комплектующие самые лучшие? Вы должны отслеживать тенденции на рынке всасывающих клапанов и быть в курсе кто в лидерах? Конечно, это смешно, но именно это вам будут говорить почти все продавцы винтовых компрессоров.

Как же понять, в таком случае, какой компрессор лучше, какой компрессор выбрать?

Могу дать несколько полезных советов на этот счет.
Обращайте внимание на поставщика. Очень важно понять, с кем вы имеете дело. Вы можете общаться с серьезной компанией, у которой есть штат сервисных инженеров, какой-то склад комплектующих, может быть даже запасных частей, а,может быть, вы общаетесь с компанией, состоящей из офиса и телефона с одним менеджером. Во втором случае, вам наверняка сделают хорошую скидку, т.к. такой компании не нужно содержать склад и штат сотрудников, поэтому достаточно минимального процента прибыли для успешной сделки. Но что в таком случае получаете вы? Вы же покупаете компрессор не на один день, месяц или даже год? Вы покупаете не просто компрессор, вместе с компрессоров мы заключаете договор на многолетние партнерские отношения с данной организацией. Будет ли она существовать завтра? Будет ли она заниматься сервисной поддержкой вашего компрессора? Способна ли она нести гарантийные обязательства?

Все эти вопросы вы должны в первую очередь выяснить для себя. Я настоятельно не рекомендую основывать свой выбор на скидке и перечне комплектующих. По факту, вы можете оказаться без технической поддержки с компрессором, состоящим из каких-то красивых комплектующих. Когда у вас остановится завод, вам будет плевать на название клапана и шланга, ваши убытки от простоя могут за час превысить ту самую скидку, которой вас одарил недобросовестный поставщик.

Обращайте внимание на завод, который производит компрессор. Сейчас на рынке компрессорного оборудования очень много компрессоров непонятного производства. Чаще всего звучат слова: немецкий, итальянский и.т.д.
В реальности большинства называемых заводов в этих странах нет и не было никогда. Та же песня, про немецкое качество и знаменитые комплектующие. Это сложно проверить, не каждый поедет в Германию проверять, есть ли такой завод на самом деле. Если с самого начала ваш поставщик вас обманывает, как вы можете доверить ему работоспособность своего оборудования на ближайшие 10 лет?

В России с этим вопросом проще, вы можете приехать на завод и посмотреть на производство. Если вы покупаете мощный компрессор, затраты на дорогу оправдываются отсутствием рисков на ближайшие годы.
Я приглашаю Вас посетить Ростовский компрессорный завод, вы сможете посмотреть все этапы производства винтовых компрессоров, от изготовления корпуса, до испытаний готового изделия.
Так же хорошо работают рекомендации знакомых, которые уже используют компрессоры и могут вам рассказать реальную ситуацию с поддержкой и сервисом, но не всегда такие знакомые есть.
Обязательно обращайте внимание на гарантию, которую вам предоставляют, при покупке компрессора. Важно понимать, что гарантия бывает заводской и расширенной. Расширенная гарантия может быть на много лет, но обязательно будет содержать дополнительные финансовые обязательства с вашей стороны. В этом нет ничего плохого, это привлекательная услуга, мы тоже ее предлагаем, вы просто должны понимать ее отличие от заводской гарантии. Заводская гарантия не предполагает заключение отдельного сервисного договора и дополнительных затрат.

У нас заводская гарантия 2 года на все винтовые компрессоры. Мы используем качественные комплектующие, поэтому можем предложить такую гарантию. Я не перечисляю вам названия шлангов и клапанов, но, поверьте, чтобы давать гарантию 2 года, мы должны установить качественные комплектующие, это наши финансовые риски и работать себе во вред мы не будем, это очевидно. Могу сказать, что большинство любителей перечислять знаменитые немецкие бренды предоставят вам заводскую гарантию один год. Здесь возникает вопрос, почему при таких уникальных качественных комплектующих такая небольшая гарантия? Чего боятся производители данных компрессоров? Задайте этот вопрос вашему поставщику.

Ростовский компрессорный завод
Коруменко Михаил.
Коммерческий директор.