Hoe werkt een schroefcompressor? De complete uitleg

Een schroefcompressor is tegenwoordig de standaard binnen de industrie, productiebedrijven en professionele werkplaatsen. Waar een zuigercompressor vooral geschikt is voor incidenteel gebruik, is een schroefcompressor ontworpen om urenlang achter elkaar betrouwbare perslucht te leveren. Perslucht is samengeperste lucht die onder druk wordt opgeslagen en gebruikt om machines, gereedschappen en productieprocessen aan te drijven.

Dankzij het hoge rendement van schroefcompressoren, de constante luchtopbrengst en de lange levensduur kiezen steeds meer bedrijven voor deze techniek.

In dit artikel leggen we stap voor stap uit hoe een schroefcompressor werkt. Daarnaast gaan we in op de verschillen met een zuigercompressor, de werking van een frequentieregelaar, het onderhoud en beantwoorden we de meest gestelde vragen.

Wat is een schroefcompressor?

Een schroefcompressor is een compressor die lucht samenperst met behulp van twee draaiende schroefrotoren. Door deze rotoren in tegengestelde richting te laten draaien, wordt aangezogen lucht steeds verder samengedrukt totdat perslucht ontstaat.

In tegenstelling tot een zuigercompressor, waarbij een zuiger op en neer beweegt, verloopt dit proces volledig roterend. Hierdoor produceert een schroefcompressor een vrijwel constante luchtstroom zonder grote drukschommelingen.

Dat maakt een schroefcompressor bijzonder geschikt voor toepassingen waarbij gedurende langere tijd perslucht nodig is. Denk bijvoorbeeld aan productielijnen, garages, metaalbewerkingsbedrijven, houtverwerkende industrie en logistieke centra.

De belangrijkste voordelen van een schroefcompressor zijn:

• Continue levering van perslucht.
• Hoog rendement bij langdurig gebruik.
• Minder geluid en trillingen.
• Lange levensduur.
• Relatief lage onderhoudskosten.
• Zeer geschikt voor automatisering en industriële toepassingen.

Hoe werkt een schroefcompressor?

Hoewel een schroefcompressor technisch gezien uit tientallen onderdelen bestaat, is de basiswerking verrassend logisch. Het complete proces bestaat uit een aantal opeenvolgende stappen.

Stap 1. De compressor zuigt lucht aan

Alles begint met gewone omgevingslucht. Via het luchtfilter wordt lucht aangezogen en naar het compressorelement geleid.

Het luchtfilter speelt hierbij een belangrijke rol. Stof, zand, pollen en andere verontreinigingen worden uit de lucht gefilterd voordat deze de compressor binnenkomt. Hierdoor blijven de interne onderdelen schoon en wordt onnodige slijtage voorkomen.

Een vervuild luchtfilter zorgt ervoor dat de compressor meer moeite moet doen om lucht aan te zuigen. Dat verhoogt niet alleen het energieverbruik, maar kan op termijn ook de prestaties van de compressor verminderen.

Stap 2. De lucht komt in het compressorelement

Na het luchtfilter bereikt de aangezogen lucht het belangrijkste onderdeel van de machine: het compressorelement.

Dit element bestaat uit twee nauwkeurig vervaardigde schroefrotoren:

• een mannelijke rotor;
• een vrouwelijke rotor.

De elektromotor brengt beide rotoren in beweging. Ze draaien met hoge snelheid in tegengestelde richting zonder elkaar daadwerkelijk te raken.

Wanneer de lucht tussen de schroefgangen terechtkomt, wordt deze als het ware meegenomen richting de uitlaat van het compressorelement.

Doorsnede van een schroefcompressor element

Hieronder zie je schematisch wat er binnen in het compressorelement gebeurt.

Tijdens het draaien gebeurt het volgende:

1. Via de inlaat stroomt omgevingslucht het element binnen.
2. De lucht wordt opgesloten tussen de twee schroefrotoren.
3. Terwijl de lucht richting de uitlaat beweegt, wordt de beschikbare ruimte steeds kleiner.
4. Doordat hetzelfde luchtvolume minder ruimte krijgt, stijgt de druk.
5. Aan de uitlaatzijde verlaat de samengeperste perslucht het compressorelement.

Juist doordat dit proces volledig roterend verloopt, ontstaat een constante luchtstroom zonder de pulserende werking die kenmerkend is voor een zuigercompressor.

Stap 3. De lucht wordt samengeperst

Het eigenlijke comprimeren gebeurt tijdens de verplaatsing van de lucht tussen de rotoren.

Aan de inlaatzijde is de ruimte tussen de schroefgangen relatief groot. Naarmate de lucht verder richting de uitlaat beweegt, wordt deze ruimte steeds kleiner. Hierdoor wordt de lucht samengedrukt en neemt de druk toe. Het bijzondere aan dit proces is dat dit volledig continu plaatsvindt. Er zijn geen onderbrekingen of afzonderlijke compressieslagen zoals bij een zuigercompressor.

Dat levert meerdere voordelen op:

• een constante werkdruk;
• minder trillingen;
• minder geluid;
• minder mechanische belasting;
• een hoger rendement.

Voor bedrijven die meerdere uren per dag perslucht gebruiken is dit één van de belangrijkste redenen om voor een schroefcompressor te kiezen.

Stap 4. De olie ondersteunt het compressieproces

De meeste industriële schroefcompressoren zijn oliegeïnjecteerd. Tijdens het comprimeren wordt speciale compressorolie in het compressorelement geïnjecteerd.

Veel mensen denken dat deze olie uitsluitend dient als smeermiddel, maar in werkelijkheid vervult zij meerdere functies tegelijk.

De olie:

• koelt het compressorelement;
• smeert de rotoren en lagers;
• zorgt voor een betere afdichting tussen de rotoren;
• vermindert slijtage;
• verlaagt het geluidsniveau.

Dankzij deze combinatie kan een oliegeïnjecteerde schroefcompressor jarenlang probleemloos draaien, zelfs wanneer deze dagelijks vele uren achter elkaar wordt gebruikt.

Stap 5. Olie en perslucht worden weer gescheiden

Nadat de lucht is samengeperst, bevat deze nog kleine hoeveelheden olie. Voordat de perslucht gebruikt kan worden, wordt deze door een olieafscheider geleid. Hier worden vrijwel alle oliedeeltjes uit de perslucht verwijderd.

De afgescheiden olie stroomt vervolgens terug naar het oliecircuit, waar deze opnieuw wordt gebruikt tijdens het volgende compressieproces. Hierdoor ontstaat een efficiënt gesloten systeem waarbij nauwelijks olie verloren gaat.

Oliegeïnjecteerd of olievrij?

Niet iedere schroefcompressor werkt met olie. Afhankelijk van de toepassing kan ook gekozen worden voor een olievrije schroefcompressor.

Een oliegeïnjecteerde schroefcompressor is de meest voorkomende uitvoering. Deze biedt een hoog rendement, uitstekende koeling en een lange levensduur. Voor het overgrote deel van de industriële toepassingen is dit de beste keuze.

Een olievrije schroefcompressor comprimeert lucht zonder olie in het compressorelement. Hierdoor ontstaat perslucht die volledig vrij is van olieresten. Dit is essentieel in sectoren waar zelfs de kleinste vervuiling onacceptabel is.

Een olievrije compressor wordt onder andere toegepast in:

• de voedingsmiddelenindustrie;
• de farmaceutische industrie;
• ziekenhuizen;
• laboratoria;
• elektronica-industrie.

Hoewel een olievrije compressor doorgaans duurder is in aanschaf, is deze in deze sectoren vaak de enige juiste keuze.

De perslucht wordt gekoeld

Tijdens het comprimeren ontstaat veel warmte. Perslucht die rechtstreeks uit het compressorelement komt, heeft daarom een hoge temperatuur. Om de kwaliteit van de perslucht te verbeteren, passeert deze eerst een nakoeler. Hierdoor koelt de lucht af en condenseert een groot deel van het aanwezige vocht.

Bij installaties waar zeer droge perslucht vereist is, wordt na de nakoeler vaak ook een persluchtdroger geplaatst. Deze verwijdert vrijwel al het resterende vocht uit de perslucht, waardoor problemen zoals corrosie, storingen en slijtage in het persluchtnet worden voorkomen.

De perslucht wordt opgeslagen in een drukvat

Na het koelen wordt de perslucht meestal opgeslagen in een drukvat. Dit drukvat fungeert als buffer tussen de compressor en de aangesloten machines. Daardoor hoeft de compressor niet direct te reageren op iedere kleine verandering in de persluchtvraag. Bovendien worden piekbelastingen opgevangen en blijft de werkdruk stabiel.

Een goed gedimensioneerd drukvat zorgt voor:

• een stabiele persluchtdruk;
• minder starts en stops van de compressor;
• een lager energieverbruik;
• een langere levensduur van de installatie.

Schroefcompressor vs. zuigercompressor

Veel bedrijven twijfelen tussen een schroefcompressor en een zuigercompressor. Hoewel beide machines perslucht produceren, verschillen ze aanzienlijk in werking en toepassing.

Gebruik je slechts af en toe perslucht voor eenvoudige werkzaamheden? Dan is een zuigercompressor vaak een prima keuze. Heb je echter dagelijks een constante toevoer van perslucht nodig, dan is een schroefcompressor vrijwel altijd de meest efficiënte en duurzame oplossing.

Hoe werkt een frequentieregelaar (VSD)?

Niet iedere schroefcompressor draait continu op hetzelfde toerental. Moderne compressoren zijn steeds vaker uitgerust met een frequentieregelaar, ook wel Variable Speed Drive (VSD) genoemd. Deze regelt automatisch het toerental van de elektromotor op basis van de actuele persluchtvraag.

Dat lijkt misschien een klein verschil, maar het heeft een grote invloed op het energieverbruik. Een standaard schroefcompressor draait vaak op één vast toerental. Ook wanneer er minder perslucht nodig is, blijft de motor op volle snelheid draaien of schakelt de compressor tussen belasten en onbelast draaien. Juist in die onbelaste periode wordt nog steeds energie verbruikt, terwijl er nauwelijks perslucht wordt geproduceerd.

Een compressor met frequentieregelaar voorkomt dit. Zodra de persluchtvraag afneemt, verlaagt de regelaar automatisch het toerental van de motor. Neemt de vraag later weer toe, dan schakelt de compressor geleidelijk op naar een hoger toerental. Hierdoor produceert de compressor precies de hoeveelheid perslucht die op dat moment nodig is.

Voor bedrijven waar de persluchtvraag gedurende de dag wisselt, kan dit een flinke energiebesparing opleveren. Daarnaast wordt de compressor minder zwaar belast doordat hij minder vaak hoeft te schakelen tussen stilstand en vollast. Dat zorgt niet alleen voor lagere energiekosten, maar ook voor een langere levensduur van de installatie.

Onderhoud van een schroefcompressor

Een schroefcompressor staat bekend als een betrouwbare machine, maar ook deze heeft regelmatig onderhoud nodig. Door slijtagegevoelige onderdelen tijdig te vervangen, blijft de compressor efficiënt werken en voorkomt u onverwachte stilstand.

Een goed onderhouden compressor verbruikt bovendien minder energie. Vervuilde filters of een versleten olieafscheider zorgen er namelijk voor dat de compressor harder moet werken om dezelfde hoeveelheid perslucht te leveren.

Tijdens een onderhoudsbeurt worden onder andere de volgende onderdelen gecontroleerd of vervangen:

• Luchtfilter.
• Compressorolie.
• Oliefilter.
• Olieafscheider (separator).
• Koelers.
• V-snaren (indien aanwezig).
• Condensafvoer.
• Slangen en koppelingen.

Naast periodiek onderhoud is het verstandig om de compressor regelmatig visueel te controleren. Let bijvoorbeeld op lekkages, afwijkende geluiden of een hogere bedrijfstemperatuur. Door kleine problemen vroeg te signaleren, voorkomt u vaak grotere reparaties.

Tip: Een persluchtlek van slechts enkele millimeters kan op jaarbasis honderden euro’s aan extra energiekosten veroorzaken. Regelmatig controleren op lekkages is daarom één van de eenvoudigste manieren om kosten te besparen.

Waar wordt een schroefcompressor voor gebruikt?

Schroefcompressoren worden toegepast in vrijwel iedere branche waar dagelijks perslucht nodig is. Dankzij de constante luchtopbrengst zijn ze geschikt voor zowel kleine werkplaatsen als grote industriële productieomgevingen.

Veelvoorkomende toepassingen zijn:

• Metaalbewerking.
• Garages en autowerkplaatsen.
• Houtbewerking.
• Productiebedrijven.
• Verpakkingsindustrie.
• Logistieke centra.
• Voedingsmiddelenindustrie.
• Farmaceutische industrie.
• Bouwsector.

Perslucht wordt onder andere gebruikt voor pneumatisch gereedschap, verpakkingsmachines, spuitinstallaties, transportsystemen en geautomatiseerde productielijnen.

Waar moet u op letten bij het kiezen van een schroefcompressor?

Niet iedere schroefcompressor is geschikt voor iedere toepassing. De juiste keuze hangt af van het gewenste luchtverbruik, de werkdruk en het gebruikspatroon.

Let daarom onder andere op:

• De benodigde luchtopbrengst (liter per minuut of m³/uur).
• De gewenste werkdruk (bar).
• Het aantal draaiuren per dag.
• Of een frequentieregelaar interessant is.
• De gewenste luchtkwaliteit (oliegeïnjecteerd of olievrij).
• De beschikbare ruimte en ventilatie.
• Het geluidsniveau.
• De onderhoudsinterval en beschikbaarheid van onderdelen.
• Twijfelt u welke compressor het beste past bij uw situatie? Laat dan altijd een persluchtberekening maken. Een te kleine compressor levert onvoldoende capaciteit, terwijl een te grote compressor onnodig veel energie verbruikt.

Veelgestelde vragen over schroefcompressoren

Hoe lang gaat een schroefcompressor mee?

Bij goed onderhoud gaat een kwalitatieve schroefcompressor gemiddeld vaak 25.000 tot 60.000 bedrijfsuren mee. Afhankelijk van het merk, de belasting en het onderhoud kan de levensduur zelfs nog langer zijn.

Verbruikt een schroefcompressor veel stroom?

Dat hangt af van het gebruik. Bij continu gebruik is een schroefcompressor juist energiezuiniger dan een zuigercompressor. Een model met frequentieregelaar kan het energieverbruik bovendien aanzienlijk verlagen.

Kan een schroefcompressor continu draaien?

Ja. Een schroefcompressor is speciaal ontworpen voor continu gebruik en kan, mits goed onderhouden, probleemloos meerdere diensten achter elkaar draaien.