Wat zijn compressoren? Technisch gezien zijn compressoren machines die de ene vorm van energie omzetten in een andere vorm, die vervolgens kan worden opgeslagen en op een later tijdstip kan worden gebruikt. Maar noch die korte uitleg, nog de gedetailleerdere beschrijving hieronder, doen deze uitvinding en de diepgaande invloed ervan op ons leven recht.
Daarom is het antwoord op de bovenstande vraag op niet-technisch niveau: "De machines die onze wereld meer hebben veranderd dan bijna elke andere uitvinding".
Wat klinkt als overdrijving, is eigenlijk een zeer nauwkeurige beschrijving van de impact van compressoren op onze samenleving en vooral op de industriële secor. In minder dan 150 jaar sinds de Oostenrijkse ingenieur Viktor Popp de eerste compressorfabriek bouwde, is perslucht zo onmisbaar geworden dat het nu samen met elektriciteit, water en gas de 'vierde voorziening' wordt genoemd.
De cijfers ondersteunen deze gewaagde uitspraak. Naar schatting wordt 10% van alle elektriciteit die de maakindustrie verbruikt, gebruikt voor perslucht.
Onderwerpen
Geschatte tijd om te lezen: 4 minuten
March 15, 2023
Compressoren: De vergeten wereldveranderaars
Compressorenhebben meer invloed gehad op onze samenleving – en vooral op de industriële sector – dan bijna elke andere uitvinding. In minder dan 150 jaar nadat de Oostenrijkse ingenieur Viktor Popp de eerste compressorinstallatie heeft gebouwd,is persluchtzo onmisbaar geworden dat deze nu samen met elektriciteit, water en gas het ‘vierde nutsbedrijf’ wordt genoemd.
De cijfers steunen deze gedurfde uitspraak. Geschat wordt dat 10% van alle elektriciteit die door de industrie wordt verbruikt, wordt gebruikt voorperslucht.
Simpel gezegd transformeren compressoren gewone, atmosferische lucht in perslucht door deze in een veel kleinere ruimte te persen dan gewoonlijk het geval is.
Een van de redenen waarom perslucht zo onmisbaar is geworden is de veelzijdigheid ervan. Vrijwel elke industrie vertrouwt op perslucht in een of andere vorm. U zult vinden dat het overal gebruikt wordt, van fabrieken voor auto's, tot schepen en treinen, of bouwplaatsen en ziekenhuizen.
Bij zoveel verschillende toepassingen is het ook logisch dat er veel verschillende typen compressoren zijn. De kleine, stille compressor die een tandartsboor aandrijft mag immers niet hetzelfde zijn als de industriële compressor die een hele fabriek aan de gang houdt.
Er zijn twee belangrijke typen compressietechnologieën:
Dynamische compressorenbereiken de vereiste drukstijging door de lucht (of het gas) te versnellen met een waaier en deze vervolgens in een diffuser te vertragen. Dynamische compressoren worden voornamelijk gebruikt voor operaties en toepassingen die zeer hoge luchtvolumes vereisen.
Verdringercompressorenhebben een holte die zich vult met gewone lucht (of een ander gas bij atmosferische druk). De holte wordt dan kleiner gemaakt. Dit betekent dat dezelfde hoeveelheid lucht in een kleinere ruimte moet passen. Het resultaat? De lucht wordt onder druk gezet.
Verdringercompressoren worden veel vaker gebruikt dan dynamische compressoren. Uiteraard omvat de wereld van verdringercompressoren ook verschillende soorten technologie:
· Zuigercompressoren gebruiken een zuiger die omhoog en omlaag gaat in de holte om de lucht onder druk te zetten. Ze worden vaak gebruikt voor werkzaamheden met een laag persluchtverbruik. Ze zijn relatief goedkoop.
· Schroefcompressorenzijn geavanceerder. Ze gebruiken rotoren om lucht naar steeds kleinere gebieden te verplaatsen. De totale eigendomskosten zijn vrij laag. Ze zijn energiezuiniger en produceren meer perslucht.
· Tot slot hebben scrollcompressoreneen dubbele rotor. Ze komen echter niet zo vaak voor als de andere typen verdringercompressoren.
Het is niet alleen de werkwijze die compressoren onderscheidt. Er zijn andere factoren waarmee rekening moet worden gehouden:
Oliegeïnjecteerd versus olievrij: Niet elke toepassing vereist zuivere, schone lucht van topkwaliteit. Bijvoorbeeld, ‘energie-lucht’ is prima voor het oppompen van een band. Het is over het algemeen goed als energielucht minder schoon is of sporen van olie bevat, wat betekent dat een oliegeïnjecteerde compressor perfect is om deze te produceren. Goed nieuws, omdat ze zuiniger zijn om te kopen en te werken.
Perslucht die in contact komt met geneesmiddelen of voedsel moet echter superschoon zijn en aan strenge voorschriften voldoen. Dit staat bekend als ‘actieve lucht’. In deze gevallen is een olievrije compressor een veel betere keuze. Het produceert perslucht die volledig schoon is.
Eentraps en tweetraps zuigercompressoren:
Zuigercompressorenzijn verkrijgbaar in twee uitvoeringen en zijn verkrijgbaar als ééntraps- of tweetraps-modellen. Voor kleine klussen waarvoor geen continue luchttoevoer nodig is, zal een goedkopere ééntraps versie dat wel doen. Als u echter hoogaangedreven gereedschappen gebruikt en een continue toevoer van perslucht nodig hebt, is een tweetraps zuigercompressor waarschijnlijk een betere oplossing.
Riemaandrijving versus directe aandrijving:Compressoren met riemaandrijving zijn een betere keuze wanneer betrouwbaarheid, bedieningsgemak, kosteneffectiviteit en vermogen het belangrijkst zijn. Als toepassingen echter vragen om het toerental en het vermogen van de compressor aan te passen, verdient een directe aandrijving doorgaans de voorkeur.
Vaste-snelheid versus variabele-snelheid aandrijvingen: Het kost veel energie om lucht te comprimeren. Tijdens de levensduur van een compressor zal het grootste deel van de totale eigendomskosten uit de energiekosten komen.
Dit brengt ons bij hetverschil tussen compressoren met vaste en variabele toerentalaandrijving. Zoals de naam al aangeeft, hebben modellen met een vast toerental slechts één snelheid. Ze zijn perfect voor toepassingen of bewerkingen waarvoor een constante luchtstroom nodig is. Koppel het vermogen van de compressor aan de vraag en u bent klaar.
Wat als uw productielocatie een fluctuerend luchtverbruik heeft? Een compressor met variabele toerentalaandrijving kan een betere optie zijn. De aankoopprijs is hoger. Daarna verbruiken ze veel minder energie door het compressortoerental af te stemmen op de luchtbehoefte. Als zodanig zijn ze veel efficiënter en bieden ze een aanzienlijk lagere eigendomskosten.
Hopelijk heeft deze gids een nuttig startpunt geboden om de verschillende soorten compressoren, hun respectievelijke kenmerken, voordelen en de toepassingen waarvoor ze het meest geschikt zijn, te begrijpen.
Om het belang van perslucht te begrijpen en de compressoren die deze perslucht genereren gaan we eerst de natuurkunde ervan eens nader bekijken. Perslucht is gewone lucht die in een veel kleinere ruimte wordt geperst. Wanneer dit gebeurt, versnellen de moleculen ervan en wordt er zogenaamde "kinetische energie" gecreëerd. Die kinetische energie kan direct worden gebruikt of kan worden opgeslagen en later weer worden vrijgegeven.
Een van de redenen waarom perslucht zo onmisbaar is geworden, is de veelzijdigheid ervan. Zowat elke industrie vertrouwt in een of andere vorm op perslucht - van fabrieken tot auto's, schepen en treinen, bouwplaatsen tot ziekenhuizen, overal wordt perslucht gebruikt.
Met zoveel verschillende toepassingen is het ook logisch dat er veel verschillende soorten luchtcompressoren zijn. De kleine en stille compressor die een tandartsboor aandrijft mag immers niet dezelfde zijn als de industriële compressor die een hele fabriek draaiende houdt.
De vele opties maken het echter ook moeilijk voor leken om de juiste compressor te vinden. Om het u gemakkelijk te maken is hier een overzicht van verschillende compressortypen en technologieën.
Laten we eerst eens kijken hoe compressoren werken. Er zijn twee belangrijke compressietechnologieën:
- Verdringercompressoren hebben een holte die is gevuld met gewone lucht (of een ander gas bij atmosferische druk). Die holte wordt dan kleiner, wat betekent dat dezelfde hoeveelheid lucht in een kleinere ruimte moet passen en de druk en kinetische energie toeneemt.
- Dynamische compressoren bereiken de vereiste drukstijging door de lucht (of het gas) te versnellen met een waaier en vervolgens te vertragen in een diffusor.
Verdringingscompressoren worden veel vaker gebruikt en beschikken over verschillende technologieën om de lucht te verplaatsen. Zuigercompressoren gebruiken een heen en weer gaande beweging, schroefcompressoren een enkele rotor en de meer zelden gebruikte scrollcompressoren hebben een dubbele rotor.
Elk van hen heeft zijn verschillende voordelen en toepassingen.
Zuigercompressoren zijn bijvoorbeeld vrij eenvoudige machines die niet duur zijn in aanschaf. Ze zijn vaak de juiste oplossing voor operaties met een lage persluchtbehoefte.
Schroefcompressoren zijn geavanceerder en bieden lage totale eigendkomskosten. Ze zijn energiezuiniger en kunnen veel meer perslucht produceren.
Dynamische compressoren worden daarentegen voornamelijk gebruikt voor bewerkingen en toepassingen die zeer hoge luchtvolumes vereisen.
Naast hun werkingsprincipe zijn er nog andere kenmerken die de sterke punten van een compressor bepalen en hoe deze het beste kunnen worden gebruikt.
Olie-geïnjecteerd versus olievrij: niet elke toepassing vereist lucht van topkwaliteit. Zo'n beetje elke perslucht is bijvoorbeeld voldoende om een band op te pompen, maar perslucht die in contact komt met geneesmiddelen of voedsel, moet heel schoon zijn en aan strenge voorschriften voldoen. Het eerste wordt 'energielucht' genoemd en het laatste 'actieve lucht'. Over het algemeen hoeft energielucht minder schoon te zijn, en een olie-geïnjecteerde compressor kan de klus klaren. Ze zijn zuiniger in aanschaf en gebruik, maar de lucht die ze produceren bevat sporen van olie.
Dat maakt ze niet geschikt voor actieve luchttoepassingen, die zuiverdere lucht vereisen. In dat geval is een olievrije compressor een veel betere keuze omdat deze absoluut schone lucht produceert.
1-traps of 2-traps zuigercompressoren: Zuigercompressoren zijn er in twee versies en zijn verkrijgbaar als 1-traps of 2-traps modellen. Voor kleine klussen die geen continue luchttoevoer nodig hebben, is een goedkopere 1-traps versie voldoende. Om krachtigere gereedschappen te bedienen en een continue toevoer van perslucht te garanderen, is een 2-traps zuigercompressor waarschijnlijk een betere oplossing.
Riemaandrijving versus directe aandrijving: riemaangedreven compressoren zijn een betere keuze wanneer betrouwbaarheid, bedieningsgemak, kosteneffectiviteit en vermogen het belangrijkst zijn. Als toepassingen de compressor vragen om zijn snelheid en vermogen aan te passen, verdient een directe aandrijving meestal de voorkeur.
Aandrijving met vaste snelheid versus variabele snelheid: hoewel de vele toepassingen en het wijdverbreide gebruik een belangrijke reden zijn waarom perslucht (en de opwekking ervan) zo'n groot deel uitmaakt van alle energie die door de industriële sector wordt verbruikt, is er nog een andere factor: veel energie om lucht samen te persen. Zo veel zelfs dat de energiekosten tijdens de levensduur van een compressor het grootste deel van de totale eigendomskosten uitmaken.
Dat brengt ons bij het verschil tussen compressoren met vaste en variabele snelheid. Zoals hun naam aangeeft, hebben modellen met vaste snelheid maar één snelheid. Dat werkt goed voor toepassingen of bewerkingen die een constante luchtstroom vereisen (natuurlijk moet de output van de compressor nog steeds worden afgestemd op de vraag om geen energie te verspillen).
Het is echter erg inefficiënt als een productielocatie een fluctuerende luchtvraag heeft. In die gevallen zijn compressoren met variabele snelheid een veel betere optie. Hun aanvankelijke prijskaartje is hoger, maar omdat ze veel minder energie verbruiken door de compressorsnelheid af te stemmen op de persluchtbehoefte, zijn ze veel efficiënter en bieden ze aanzienlijk lagere eigendomskosten.
Vind nog meer interessante artikelen op onze persluchtblog!
Lees meer van onze perslucht blog en wordt vandaag nog een perslucht expert!
