Els compressors d'aire (abreujats com a "compressors d'aire") són dispositius que converteixen l'energia mecànica en energia de pressió de gas. S'utilitzen àmpliament en la fabricació industrial, construcció, sanitat, processament d'aliments i altres camps. Hi ha diverses maneres de classificar-los, i els diferents tipus de compressors d'aire difereixen significativament en els seus principis de funcionament, escenaris aplicables i rendiment. A continuació es detalla la classificació bàsica i els avantatges clau dels compressors d'aire.
1. Classificació bàsica dels compressors d'aire
Els compressors d'aire es classifiquen generalment segons el seu principi de funcionament. Es poden dividir en dues categories principals: compressors d'aire de desplaçament positiu i compressors d'aire dinàmics, cadascun dels quals conté diverses subcategories. A més, es poden fer classificacions auxiliars en funció de factors com el nivell de pressió, el desplaçament i el mètode de lubricació, de la següent manera:
1. Classificació per principi de funcionament (classificació bàsica)
Aquest és el mètode de classificació més utilitzat. La diferència clau rau en com es comprimeix l'aire: els compressors d'aire de desplaçament positiu augmenten la pressió reduint el volum del gas, mentre que els compressors d'aire dinàmics augmenten la pressió aplicant treball al gas a través d'un impulsor giratori d'alta velocitat-.
| Categories principals|Sub-Tipus|Principi de funcionament|Escenaris aplicables |
|---------------|----------------------|----------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------|
| **Compressor d'aire de desplaçament positiu** (més utilitzat)|Compressor d'aire de pistons alternatius|El compressor d'aire del pistó alternatiu es basa en el moviment alternatiu del pistó dins del cilindre, reduint periòdicament el volum del cilindre per comprimir i expulsar l'aire.|Adequat per a aplicacions de cilindrada petita a mitjana, mitjana a alta pressió (com ara el bombeig d'aire en tallers de reparació d'automòbils i eines pneumàtiques a petites fàbriques), que ofereix una rendibilitat-elevada. |
||Compressor d'aire de cargol (-doble cargol)|Un parell de cargols mascle i femella entremesos giren a gran velocitat, formant una cambra segellada dins de la carcassa, que redueix gradualment el volum per aconseguir la compressió.|Adequat per a aplicacions de desplaçament mitjà i gran, operació contínua (com ara línies de producció de fabricació i subministrament d'aire centralitzat a grans fàbriques), oferint una alta estabilitat. |
||Compressor d'aire de paletes|El rotor està muntat excèntricament dins del cilindre. Les pales del rotor s'estenen i es retrauen mentre gira, creant una cambra de volum variable-per comprimir l'aire. Adequat per a aplicacions de cilindrada petita i mitjana-, amb baix-soroll (com ara laboratoris, equips mèdics i processament d'aliments), amb un manteniment senzill. |
||Compressor d'aire Scroll|El rotllo estàtic és fix, mentre que el rotllo en òrbita gira al voltant del centre del rotllo estàtic, formant una cambra de compressió que es redueix gradualment i comprimeix l'aire contínuament.|Adequat per a aplicacions de petit desplaçament, alta-precisió (com ara equips dentals i components pneumàtics a les fàbriques d'electrònica), estalvi d'energia- i soroll extremadament baix. |
| **Power Air Compressor** (també conegut com a "Velocity Air Compressor")|Compressor d'aire centrífug|L'impulsor giratori d'alta velocitat -exerceix una força centrífuga sobre l'aire, fent que guanyi energia cinètica, que després es converteix en energia de pressió a través del difusor.|Apte per a aplicacions d'ultra-desplaçament, baixa-pressió (com ara grans centrals elèctriques, plantes químiques i plantes de separació d'aire), apte per al subministrament d'aire a gran-escala. |
||Compressor d'aire de flux axial|L'aire flueix al llarg de l'eix de l'impulsor i la pressió del gas augmenta gradualment mitjançant la coordinació de múltiples impulsors i pales de guia.|Adequat per a aplicacions d'ultra-desplaçament i baixa-pressió (com ara compressors de motor d'avions i equips de túnel de vent grans), amb cabals extremadament alts. |
2. Classificació auxiliar per altres dimensions
- Per mètode de lubricació:
- Compressors d'aire-de oli: requereixen oli lubricant per refredar i segellar durant el procés de compressió (p. ex., tipus de pistó i cargol). L'escapament conté una petita quantitat d'oli i requereix un post-tractament.
- Compressors d'aire-sense oli: aconseguiu una compressió-lliure d'oli mitjançant la fricció seca, la lubricació d'aigua o una estructura segellada (p. ex., tipus de rosca i cargol sec). Adequat per a aplicacions-sensibles al petroli, com ara el processament mèdic i d'aliments.
- Per nivell de pressió:
- Compressors d'aire de-baixa pressió (0,7-1,0 MPa): la majoria d'equips pneumàtics industrials (p. ex., cilindres i eines pneumàtiques).
- Compressors d'aire de pressió mitjana-(1,0-10 MPa): neteja a alta pressió i inflat de pneumàtics (per a vehicles grans).
- Compressors d'aire d'-alta pressió (10-100 MPa): submarinisme i ompliment de bombones d'alta pressió. **Per desplaçament (volum d'escapament):**
- Microcompressors d'aire (<1 m³/min): For home use and small appliances;
- Compressors d'aire petits (1-10 m³/min): per a fàbriques petites i mitjanes;
- Large air compressors (>10 m³/min): Per a grans empreses industrials i centrals elèctriques.
2. Principals avantatges dels compressors d'aire
Com a "font d'energia universal" per a la indústria, els compressors d'aire obtenen els seus avantatges de la seva alta eficiència, flexibilitat i seguretat. Aquests avantatges es poden classificar com a **avantatges universals** i **avantatges específics** per a diferents tipus de compressors d'aire:
1. Avantatges universals (comú a tots els tipus de compressors d'aire)
- **Transferència d'energia eficient i segura**: l'aire comprimit, com a "font d'energia pneumàtica", és menys propens a riscos elèctrics i de fuites d'oli que l'electricitat i la hidràulica, cosa que el fa més segur en entorns humits, inflamables i explosius (com ara les indústries mineres i químiques). A més, els components pneumàtics (cilindres i vàlvules) ofereixen temps de resposta ràpids i pèrdues de transferència d'energia mínimes. Àmpliament aplicable: apte per a una àmplia gamma de requisits de pressió i desplaçament, des de bombament d'aire domèstic (microcompressors d'aire) fins a subministrament d'aire de fàbrica grans (compressors d'aire centrífugs), des d'entorns mèdics estèrils (compressors de desplaçament lliures d'oli-) fins a construcció a l'aire lliure (compressors de pistons mòbils), que cobreix gairebé totes les indústries.
Manteniment relativament baix: la majoria dels compressors d'aire tenen estructures madures (com ara compressors de pistons i cargols) i poques peces de desgast. El manteniment rutinari només requereix la substitució regular dels filtres i de l'oli lubricant (per als models que contenen oli-), cosa que fa que el manteniment continu sigui menys difícil que els sistemes hidràulics.
Gestió centralitzada i estalvi d'energia: les grans fàbriques poden utilitzar una "estació central de compressor d'aire" per al subministrament d'aire unificat, substituint equips de petita potència descentralitzats. Això facilita el control de la pressió i el cabal. En combinació amb la tecnologia de freqüència variable (com ara compressors de cargol de freqüència variable), el consum d'energia es pot ajustar en funció de la càrrega, donant lloc a un estalvi d'energia del 20% al 30%.
2. Avantatges únics dels diferents tipus de compressors d'aire
| Tipus de compressor d'aire|Avantatges únics |
| Pistó alternatiu|Estructura senzilla, baix cost, alta -resistència a la pressió (pot arribar a superar els 10 MPa), adequada per a un funcionament intermitent i peces de reparació fàcilment disponibles. |
| Doble cargol|Funcionament estable (sense moviment alternatiu, baixa vibració), escapament continu (sense polsos), llarga vida útil (vida útil del cargol fins a 100.000 hores), adequat per a una producció contínua les 24 hores del dia. |
| Desplaçament|Soroll extremadament baix (normalment<60 dB, similar to everyday conversation), oil-free compression (easy to achieve), small size (easy to install in confined spaces), suitable for applications with high environmental requirements. |
| Centrífuga|Gran desplaçament (una sola unitat pot arribar a més de 1.000 m³/min), sense peces de desgast (baix desgast de l'impulsor), alta eficiència de funcionament (especialment a plena càrrega), adequat per a un subministrament d'aire centralitzat a gran-escala. |
| Paleta lliscant|Fàcil manteniment (no cal ajustar el joc dels cargols), corrent d'arrencada baixa (minimitza l'impacte de la xarxa) i una gran adaptabilitat a les fluctuacions de càrrega, el que el fa adequat per a operacions mixtes intermitents/continues de -petites i mitjanes dimensions. |
III. Resum
Quan es classifiquen els compressors d'aire, s'ha de prioritzar el principi de funcionament (desplaçament positiu/dinàmic), seguit de la consideració del mètode de lubricació, la pressió, el desplaçament i altres requisits que coincideixin amb l'aplicació. Els seus avantatges rau en la seva seguretat i versatilitat, amb diferents tipus que compleixen requisits diferenciats mitjançant l'optimització estructural (per exemple, l'estabilitat dels compressors de cargol, la silenciositat dels compressors scroll i l'elevat cabal dels compressors centrífugs). Quan seleccioneu un compressor d'aire, tingueu en compte les condicions de funcionament reals (p. ex., si cal un funcionament continu, si cal un funcionament sense oli-i els requisits de pressió/desplaçament) per maximitzar els seus avantatges de rendiment.
