ZW-2/4 Stickstoffkompressor – Kompakter ölfreier N2-Booster für die Luftzerlegung im kleinen Maßstab

Der ZW-2/4 ist ein zweistufiger, zweireihiger, ölfreier Kolben-Stickstoffkompressor mit einer Förderleistung von 2 m³/min bei einem Förderdruck von 0,40 MPa. Er wurde speziell für kompakte kryogene Luftzerlegungsanlagen, die Stickstoffversorgung von Laboren und die Erzeugung von VPSA-Stickstoff im kleinen Maßstab entwickelt. Er zeichnet sich durch kontaminationsfreie Schmierstoffe, ein platzsparendes Design und einen zuverlässigen Dauerbetrieb aus.

Produktübersicht

Der ZW-2/4 Stickstoffkompressor stellt eine kompakte und dennoch leistungsstarke Lösung in unserem Sortiment ölfreier Kolbenkompressoren dar, die speziell für die Stickstoffanreicherung in der kryogenen Luftzerlegung im kleinen Maßstab, in Laborgasversorgungsketten und in kompakten VPSA-Stickstofferzeugungssystemen entwickelt wurde. Mit einer Kapazität von 2 m³/min und einem Auslassdruck von 0,40 MPaDieses Gerät bietet professionelle Leistung auf kleinstem Raum und eignet sich daher auch für beengte Industrieanlagen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen, geschmierten Kompressoren, bei denen die Stickstoffreinheit durch Öldampfmitführung beeinträchtigt wird, arbeitet der ZW-2/4 mit einem vollständig ölfreie SchmierarchitekturDiese Konstruktionsphilosophie eliminiert die Notwendigkeit einer nachgelagerten Ölfiltration, verkürzt die Wartungsintervalle drastisch und gewährleistet die Einhaltung der Stickstoffreinheitsstandards für sensible Anwendungen wie pharmazeutische Forschung und Entwicklung, Elektronikprüfung und Lebensmittelkonservierungslabore.

Der Kompressor verwendet einen zweistufig, zweireihig (二列二级) Die Kolbenkonfiguration optimiert die Kompressionseffizienz über den gesamten Druckbereich. Jede Kompressionsstufe verfügt über unabhängige Kühlkreisläufe, die sicherstellen, dass die Austrittstemperaturen auch bei längeren Betriebszyklen innerhalb sicherer thermischer Grenzen bleiben. Der kompakte Gusseisenrahmen und die präzisionsgewuchtete Kurbelwellenbaugruppe sind für … ausgelegt. Mehr als 60.000 Stunden der Betriebsdauer bei Einhaltung der Standardwartungsintervalle.

Technische Daten – ZW-2/4

* Alle Spezifikationen beziehen sich auf Standardreferenzbedingungen (ISO 1217, Anhang C). Die tatsächliche Leistung kann je nach Standorthöhe, Umgebungstemperatur und Einlassbedingungen variieren.

Hauptmerkmale und technische Vorteile

1. Ultrakompakte Stellfläche

Bei nur 720 × 763 × 1475 mm Mit einem Gewicht von 600 kg benötigt die ZW-2/4 weniger als 0,55 m² Stellfläche. Dank dieser kompakten Bauform eignet sie sich ideal für die Nachrüstung bestehender Anlagen mit begrenztem Platzangebot, wie beispielsweise Forschungslabore an Universitäten, Gasversorgungsräume in Krankenhäusern und kleinere Produktionsstätten. Die vertikale Anordnung der zweireihigen Zylinder minimiert den Platzbedarf und gewährleistet gleichzeitig die volle thermodynamische Effizienz der zweistufigen Kühlung.

2. Ölfreie PTFE-Kolbentechnologie

Der ZW-2/3 verwendet einen selbstschmierendes Kolbenring- und Führungsbandsystem aus PTFE-Verbundmaterial das ohne Kohlenwasserstoffschmierstoffe auskommt. Dadurch wird Folgendes erreicht: ISO 8573-1 Klasse 0 Die Zertifizierung des Ölgehalts macht das System geeignet für Anwendungen mit höchsten Reinheitsanforderungen bei Stickstoff. Durch den Verzicht auf Öl in der Kompressionskammer wird das Risiko einer ölinduzierten Polymerisation in Stickstoffströmen mit Spuren von Sauerstoff eliminiert – ein entscheidender Sicherheitsaspekt beim Umgang mit hochreinen Gasen.

3. Zweistufige Effizienz im kleinen Maßstab

Die meisten Kompressoren mit geringer Kapazität weisen durch einstufige Bauweise einen geringeren Wirkungsgrad auf. Der ZW-2/4 behält einen zweistufige Kompressionsarchitektur mit Zwischenkühlung wird ein spezifischer Stromverbrauch von etwa 9,25 kW pro m³/min—hervorragend für diese Leistungsklasse. Der zwischengeschaltete Rohrbündelkühler senkt die Eintrittstemperatur der zweiten Stufe, verbessert den volumetrischen Wirkungsgrad und verlängert die Lebensdauer des Ventils.

4. Kurbelwellenkonstruktion mit geringer Massenträgheit

Die geschmiedete Kurbelwelle aus legiertem Stahl ist dynamisch ausgewuchtet auf ISO 1940 G2.5 Das System zeichnet sich durch eine trägheitsarme Konstruktion aus, die schnelle Start-Stopp-Zyklen ermöglicht. Dies ist besonders vorteilhaft für Laboranwendungen, bei denen der Kompressor bedarfsgesteuert und nicht im Dauerbetrieb läuft. Die zweireihige Anordnung der gegenläufigen Zylinder sorgt für einen natürlichen Kräfteausgleich, wodurch die Anforderungen an das Fundament reduziert und die Installation auf Standard-Industrieböden ohne spezielle Trägheitsblöcke ermöglicht wird.

Anwendungsszenarien

Kleinmaßstäbliche kryogene Luftzerlegung

In kompakten kryogenen ASU-Anlagen, die produzieren 50–200 Nm³/h gasförmiger StickstoffDie ZW-2/4 dient als Hauptverdichter zwischen der Kältebox und dem Prozessverteilungsnetz. Ihre Kapazität von 2 m³/min ist exakt auf die Leistung von kleinen Flüssigstickstoffanlagen und Mini-Luftzerlegungsanlagen abgestimmt. Der Auslassdruck von 0,40 MPa gewährleistet eine ausreichende Förderhöhe für die Verteilung über Rohrleitungen an nahegelegene Prozessanlagen, Handschuhkästen und Instrumentengasverteiler.

Labor- und Forschungsgasversorgung

Forschungslabore, universitäre Chemieinstitute und pharmazeutische Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen benötigen eine zuverlässige Versorgung mit hochreiner Stickstoff Für Arbeiten unter Inertgasatmosphäre, Lösungsmittelverdampfung und als Trägergas für die Chromatographie. Die ölfreie Zertifizierung des ZW-2/4 gewährleistet, dass keine Kohlenwasserstoffverunreinigungen empfindliche Analysegeräte wie GC-MS, HPLC und ICP-MS stören. Dank seiner kompakten Bauweise kann er direkt neben den Gasverteilern im Labor installiert werden, wodurch lange Rohrleitungen und die damit verbundene Kontamination der Atmosphäre vermieden werden.

Kompakte VPSA-Stickstoffgeneratoren

Für Klein-VPSA-Stickstoffgenerator Der ZW-2/4 komprimiert das Niederdruck-Stickstoffprodukt (typischerweise 0,05–0,10 MPa aus dem Adsorptionsbett) auf den nutzbaren Verteilungsdruck. Die ölfreie Konstruktion ist entscheidend, da VPSA-Systeme auf Molekularsieb-Adsorbentien basieren, die durch Öldämpfe dauerhaft verunreinigt würden. Dank seiner kompakten Bauweise lässt sich der Kompressor direkt in die VPSA-Anlage integrieren und bildet so eine schlüsselfertige Stickstofferzeugungsanlage.

Elektronikfertigung & Löten

In Elektronikmontageanlagen wird Stickstoff verwendet für Wellenlöten mit Inertisierung, Reflow-Ofenatmosphärenkontrolle und BauteillagerungDer Auslassdruck der ZW-2/4 von 0,40 MPa ist für die typischen Stickstoffanforderungen von Lötmaschinen (0,20–0,35 MPa) ausreichend, wobei die Druckregelung direkt am Einsatzort erfolgt. Die ölfreie Zertifizierung verhindert Kohlenwasserstoffverunreinigungen der Lötstellen und Flussmittelrückstände, die in hochzuverlässigen Elektronikbauteilen zu Problemen mit der elektrischen Leitfähigkeit führen könnten.

Material & Konstruktion

Die ZW-2/4 ist aus Materialien gefertigt, die aufgrund ihrer Stickstoffverträglichkeit, kompakten Bauweise und Wartungsfreundlichkeit ausgewählt wurden:

Alle drucktragenden Bauteile sind so konstruiert, dass GB 150 Normen für Druckbehälter. Der kompakte Zwischenkühler nutzt eine Aluminium-Rippenrohrkonstruktion für maximale Wärmeübertragung bei minimalem Platzbedarf. Dadurch wird die Gesamthöhe des Geräts reduziert, während die Kühlleistung zwischen den Stufen erhalten bleibt. Schweißverbindungen werden vor dem Versand einer hydrostatischen Prüfung mit dem 1,5-fachen Auslegungsdruck unterzogen.

Installations- und Wartungsrichtlinien

Fundament & Montage

Mit nur 600 kg kann die ZW-2/4 installiert werden auf Standard-Industriebodenbelag aus Stahl Ohne separaten Trägheitsblock. Das Gerät wird mit vier Schwingungsdämpfern geliefert, die die übertragenen Schwingungen auf unter 2 mm/s RMS reduzieren. Minimale Einbauabstände: 800 mm vorne (Ventilzugang), 500 mm seitlich und 600 mm hinten (Kühlerzugang). Dank der kompakten Abmessungen (720 × 763 mm) lässt es sich in Standard-Laborgerätebereichen und kleinen Technikräumen installieren.

Kühlbedarf

Der Kühlwasserbedarf beträgt ungefähr 3,5 m³/h bei einer Einlasstemperatur von 32 °C. Für Anlagen ohne Kühlwasserinfrastruktur, optional luftgekühltes Ladeluftkühlerpaket Alternativ kann die Kühlung mit Umgebungsluft, einem separaten Ventilator und einem Rippenrohr-Wärmetauscher erfolgen. Diese Konfiguration erhöht die Gesamthöhe um 200 mm, macht aber Kühlwasserleitungen überflüssig.

Elektrischer Anschluss

Der 18,5-kW-Motor arbeitet mit Standardstrom. 380 V / 3-phasig / 50 Hz Industriestromversorgung. Ein 32-A-Leistungsschalter mit Motorschutz (thermischer Überlastschutz + Kurzschlussschutz) wird empfohlen. Der Motor entspricht der Energieeffizienzklasse IE3 und erfüllt die EU-Ökodesign-Richtlinien. Für Installationen in Nordamerika ist eine 460-V/60-Hz-Motorvariante mit einer zusätzlichen Lieferzeit von 2–3 Wochen erhältlich.

Wartungsplan

Die ölfreie Bauweise vereinfacht die Wartung erheblich. Es werden keine Schmierstofffilter, keine Ölprobenahmeprogramme und kein Austausch der Abscheiderelemente benötigt. Die wichtigsten Verbrauchsmaterialien sind die PTFE-Kolbenringe und -ZündbänderDie typische Lebensdauer beträgt 4.000–6.000 Stunden im Betrieb mit sauberem Stickstoff. Alle Verschleißteile sind von der Vorder- und Oberseite des Geräts zugänglich, sodass Wartungsarbeiten durchgeführt werden können, ohne den Kompressor aus seinem Einbauort zu bewegen.

Konformitäts- und Sicherheitszertifizierungen

Der Stickstoffkompressor ZW-2/4 erfüllt oder übertrifft die folgenden internationalen Normen und regulatorischen Anforderungen:

Leistungs- und Effizienzanalyse

Der ZW-2/4 erreicht eine spezifischer Stromverbrauch von ca. 9,25 kW pro m³/min Stickstoff bei einem Auslassdruck von 0,40 MPa. Obwohl diese spezifische Leistung aufgrund der physikalischen Gegebenheiten der Kompression im kleinen Maßstab höher ist als bei großvolumigen Einheiten, stellt sie innerhalb der Kategorie der kompakten ölfreien Kolbenkompressoren eine hervorragende Effizienz dar. Zum Vergleich: Typische ölgeschmierte Schraubenkompressoren in diesem Leistungsbereich verbrauchen 10–12 kW/m³/min, während Membrankompressoren (häufig für Anwendungen mit hohen Reinheitsgraden eingesetzt) ​​15 kW/m³/min überschreiten können.

Bei einem jährlichen Betriebszyklus von 4.000 Stunden eliminiert der ölfreie Betrieb des ZW-2/4 etwa $800–$1,200 an jährlichen Schmier- und Filterkosten im Vergleich zu geschmierten Alternativen. Die kompakte Bauweise reduziert zudem die Installationskosten – kein separates Kompressorhaus, kein Kühlturm und minimale elektrische Infrastruktur. Gesamtbetriebskosten für kleine Stickstoffkompressoren Energie und Wartung stehen im Vordergrund, und der ZW-2/4 optimiert beides.

Der 18,5-kW-Motor ist IE3 Premium-Effizienz Die Motoren der Klasse IE2 reduzieren die elektrischen Verluste um 3–51 TP3T. Für Anlagen mit zeitabhängigen Stromtarifen ermöglicht die schnelle Start- und Stoppfähigkeit der ZW-2/4 (Kurbelwelle mit geringer Massenträgheit) Demand-Response-Strategien, die die Kompression in Zeiten niedrigerer Tarife verlagern und so die Betriebskosten weiter senken.

Anpassungs- und OEM-Fähigkeiten

Über die Standardkonfiguration ZW-2/4 hinaus bieten wir maßgeschneiderte Lösungen für spezifische Installationsumgebungen an:

• Luftgekühltes Paket: Dank integriertem luftgekühltem Zwischen- und Nachkühler entfällt der Kühlwasserbedarf. Ideal für abgelegene Installationen und mobile Stickstofferzeugungsanlagen. Erhöht die Gesamthöhe um 200 mm.
• Schallgedämmtes Gehäuse: Reduziert die Geräuschemission von 82 dB(A) auf 68 dB(A) in 1 m Entfernung und eignet sich daher für den Einsatz in Laborräumen. Das Gehäuse verfügt über integrierte Lüfter und Anschlüsse zur Sauerstoffmessung.
• Frequenzumrichter (VFD): Passt die Kompressorleistung an den schwankenden Stickstoffbedarf an und verbessert so den Teillastwirkungsgrad um 15–251 TP3T. Beinhaltet einen Druckwandler und eine PID-Regelung zur automatischen Drehzahlmodulation.
• Kufenmontiertes, schlüsselfertiges System: Vormontiert mit Stickstoffbehälter (500 l), Druckregler und Feuchtigkeitsanalysator. Reduziert den Installationsaufwand vor Ort auf elektrische Anschlüsse und Gaseinlass.
• Explosionsgeschützte Variante: ATEX-Zone-2-zertifizierte Motoren und elektrische Komponenten für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen. Verfügbar für 380-V-/50-Hz- und 460-V-/60-Hz-Stromversorgungssysteme.

Die Mindestbestellmenge für kundenspezifische Konfigurationen beträgt 1 EinheitDie Standardlieferzeit beträgt 6–8 Wochen; kundenspezifische Pakete werden in 8–10 Wochen geliefert. OEM-Eigenmarken und Co-Branding-Dokumentation sind für Systemintegratoren und Gasgerätehändler erhältlich.

Fallstudie: Modernisierung der Stickstoffversorgung eines Universitätsforschungslabors

Kunde: Eine führende Forschungsuniversität in Ostasien, Fachbereich Materialwissenschaften

Herausforderung: Der vorhandene Hochdruck-Stickstoffflaschenvorrat des Instituts (200 bar, 50-Liter-Flaschen) erwies sich für den gleichzeitigen Betrieb mehrerer Handschuhkastenanlagen, Schutzgasöfen und thermischer Analysegeräte als unzureichend. Der Flaschenwechsel störte die Experimente, und die Handhabung der Flaschen in dem mehrstöckigen Laborgebäude wurde zunehmend zu einem Sicherheitsrisiko.

Lösung: Wir lieferten eine ZW-2/4 ölfreier Stickstoffkompressor Der Kompressor ist mit einem kleinen VPSA-Stickstoffgenerator (der 99,91 % TTP3T N₂ bei 0,08 MPa erzeugt) und einem 500-Liter-Druckluftbehälter ausgestattet. Der kompakte Kompressor passte in den vorhandenen Technikraum (Grundfläche 1,2 m × 1,5 m), und die Zertifizierung für ölfreies Stickstoffgas erfüllte die analytischen Reinheitsanforderungen der Abteilung.

Ergebnisse:

• Kontinuität der Stickstoffversorgung: 100% On-Demand-Verfügbarkeitwodurch Verzögerungen beim Zylinderwechsel beseitigt werden
• Jährliche Betriebskosten: Reduziert um 58% im Vergleich zur Miete und Lieferung von Gasflaschen (von $12,400 auf $5,200)
• Laborsicherheit: Manuelle Zylinderhandhabung beseitigt in beengten Aufzugs- und Korridorräumen
• Stickstoffreinheit: Durchgehend >99,95% mit einem Ölgehalt von <0,01 mg/m³, der alle Anforderungen an Analysegeräte erfüllt

„Das ZW-2/4 hat unsere Laborabläufe grundlegend verändert. Wir müssen uns keine Sorgen mehr machen, dass uns mitten im Experiment der Stickstoff ausgeht, und dank der kompakten Bauweise mussten wir keinen wertvollen Laborplatz opfern. Die Ölfreiheitszertifizierung gibt uns die Gewissheit, dass unsere Analyseergebnisse nicht durch Kohlenwasserstoffverunreinigungen beeinträchtigt werden.“ — Laborleiter, Fachbereich Materialwissenschaften

Häufig gestellte Fragen & Auswahlhilfe

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