Compresor de nitrógeno ZW-2/4: compresor de N2 compacto y sin aceite para separación de aire a pequeña escala.

El compresor de nitrógeno de pistón ZW-2/4, de dos etapas y dos filas, libre de aceite, ofrece un caudal de 2 m³/min a una presión de descarga de 0,40 MPa. Está diseñado para unidades compactas de separación criogénica de aire, suministro de nitrógeno para laboratorios y generación de nitrógeno VPSA a pequeña escala. Cuenta con un diseño compacto que ahorra espacio y está construido para un funcionamiento continuo y fiable.

Descripción general del producto

El Compresor de nitrógeno ZW-2/4 representa una solución compacta pero potente en nuestra gama de compresores de pistón sin aceite, diseñada específicamente para tareas de aumento de nitrógeno en la separación criogénica de aire a pequeña escala, cadenas de suministro de gases de laboratorio y sistemas compactos de generación de nitrógeno VPSA. Con una capacidad de 2 m³/min y una presión de descarga de 0,40 MPaEsta unidad ofrece un rendimiento de nivel profesional en un tamaño que se adapta a espacios industriales reducidos.

A diferencia de los compresores lubricados convencionales que comprometen la pureza del nitrógeno con el arrastre de vapor de aceite, el ZW-2/4 funciona con un sistema completamente lubricado. arquitectura de lubricación sin aceiteEsta filosofía de diseño elimina los requisitos de filtración de aceite posteriores, reduce drásticamente los programas de mantenimiento y garantiza el cumplimiento de la pureza del nitrógeno para aplicaciones sensibles, como la I+D farmacéutica, las pruebas electrónicas y los laboratorios de conservación de alimentos.

El compresor emplea un dos etapas, dos filas (二列二级) Configuración de pistón que optimiza la eficiencia de compresión en toda la relación de presión. Cada etapa de compresión cuenta con circuitos de refrigeración independientes, lo que garantiza que las temperaturas de descarga se mantengan dentro de límites térmicos seguros incluso durante ciclos de trabajo prolongados. El bastidor compacto de hierro fundido y el conjunto del cigüeñal equilibrado con precisión están diseñados para Más de 60.000 horas de longevidad operativa bajo intervalos de servicio estándar.

Especificaciones técnicas – ZW-2/4

* Todas las especificaciones se basan en condiciones de referencia estándar (ISO 1217, Anexo C). El rendimiento real puede variar según la altitud del lugar, la temperatura ambiente y las condiciones de entrada.

Características principales y ventajas de ingeniería

1. Diseño ultracompacto

A tan solo 720 × 763 × 1475 mm Con un peso de 600 kg, el ZW-2/4 ocupa menos de 0,55 m² de superficie. Su diseño compacto lo hace ideal para su instalación en instalaciones existentes donde el espacio es limitado, como laboratorios de investigación universitarios, salas de suministro de gases en hospitales y pequeñas plantas de fabricación. La disposición vertical de los cilindros en dos filas minimiza la superficie horizontal ocupada, manteniendo al mismo tiempo la máxima eficiencia termodinámica de dos etapas.

2. Tecnología de pistón de PTFE sin aceite

El ZW-2/3 utiliza un Sistema de anillos de pistón y bandas de deslizamiento de material compuesto de PTFE autolubricante que funciona sin lubricantes de hidrocarburos. Esto logra ISO 8573-1 Clase 0 Certificación de contenido de aceite, lo que la hace idónea para las aplicaciones de nitrógeno de máxima pureza. La eliminación del aceite de la cámara de compresión elimina el riesgo de polimerización inducida por aceite en corrientes de nitrógeno con trazas de oxígeno, una consideración de seguridad fundamental para el manejo de gases de alta pureza.

3. Eficiencia en dos etapas a pequeña escala

La mayoría de los compresores de pequeña capacidad sacrifican la eficiencia al utilizar diseños de una sola etapa. El ZW-2/4 mantiene una arquitectura de compresión de dos etapas con refrigeración entre etapas, logrando un consumo de energía específico de aproximadamente 9,25 kW por m³/min—Excepcional para esta clase de capacidad. El enfriador de carcasa y tubos entre etapas reduce la temperatura de entrada de la segunda etapa, lo que mejora la eficiencia volumétrica y prolonga la vida útil de las válvulas.

4. Diseño de cigüeñal de baja inercia

El cigüeñal de acero aleado forjado está equilibrado dinámicamente para ISO 1940 G2.5 Su diseño de baja inercia permite ciclos de arranque y parada rápidos. Esto resulta especialmente útil en aplicaciones de laboratorio, donde el compresor puede funcionar bajo demanda en lugar de hacerlo de forma continua. La disposición de cilindros opuestos en dos filas proporciona una cancelación natural de la fuerza, lo que reduce los requisitos de cimentación y permite su instalación en suelos industriales estándar sin necesidad de bloques de inercia especiales.

Escenarios de aplicación

Separación criogénica de aire a pequeña escala

En instalaciones ASU criogénicas compactas que producen 50–200 Nm³/h de nitrógeno gaseosoEl ZW-2/4 actúa como compresor auxiliar principal entre la cámara frigorífica y la red de distribución del proceso. Su capacidad de 2 m³/min se ajusta con precisión a la producción de plantas de nitrógeno líquido a pequeña escala y sistemas mini-ASU. La presión de descarga de 0,40 MPa proporciona la presión adecuada para la distribución por tuberías a los equipos de proceso, cajas de guantes y paneles de gas de instrumentación cercanos.

Suministro de gases para laboratorios e investigación

Los laboratorios de investigación, los departamentos de química universitarios y las instalaciones de I+D farmacéuticas requieren un suministro fiable de nitrógeno de alta pureza Para trabajos en atmósfera inerte, evaporación de disolventes y como gas portador en cromatografía. La certificación libre de aceite del ZW-2/4 garantiza que ningún contaminante de hidrocarburos interfiera con instrumentos analíticos sensibles como GC-MS, HPLC e ICP-MS. Su tamaño compacto permite la instalación directamente junto a los paneles de distribución de gases del laboratorio, eliminando la necesidad de largas tuberías que pueden introducir contaminación atmosférica.

Generadores de nitrógeno VPSA compactos

Para Generador de nitrógeno VPSA a pequeña escala En los paquetes, el ZW-2/4 comprime el nitrógeno a baja presión (típicamente de 0,05 a 0,10 MPa proveniente del lecho de adsorción) hasta alcanzar una presión de distribución utilizable. El diseño sin aceite es fundamental, ya que los sistemas VPSA dependen de adsorbentes de tamiz molecular que se contaminarían permanentemente con vapor de aceite. Su tamaño compacto permite integrar el compresor directamente en el módulo VPSA, creando así una solución integral de generación de nitrógeno.

Fabricación y soldadura de componentes electrónicos

En las instalaciones de ensamblaje de productos electrónicos, el nitrógeno se utiliza para Inertización de la soldadura por ola, control de la atmósfera del horno de reflujo y almacenamiento de componentesLa presión de descarga de 0,40 MPa del ZW-2/4 es suficiente para los requisitos típicos de nitrógeno de las máquinas de soldadura (0,20–0,35 MPa), con regulación de presión en el punto de uso. La certificación libre de aceite evita la contaminación por hidrocarburos de las uniones de soldadura y los residuos de fundente, lo que podría causar problemas de conductividad eléctrica en componentes electrónicos de alta fiabilidad.

Materiales y construcción

El ZW-2/4 está construido con materiales seleccionados por su compatibilidad con el nitrógeno, su durabilidad compacta y la facilidad de mantenimiento:

Todos los componentes que soportan presión están diseñados para GB 150 Estándares para recipientes a presión. El intercooler compacto utiliza una construcción de tubos con aletas de aluminio para una máxima transferencia de calor en un espacio mínimo, lo que reduce la altura total de la unidad sin comprometer la eficacia de la refrigeración entre etapas. Las juntas soldadas se someten a pruebas hidrostáticas a 1,5 veces la presión de diseño antes del envío.

Guía de instalación y mantenimiento

Cimentación y montaje

Con tan solo 600 kg, el ZW-2/4 se puede instalar en pavimento industrial reforzado estándar Sin bloque de inercia dedicado. La unidad incluye cuatro soportes antivibratorios que reducen la vibración transmitida a menos de 2 mm/s RMS. Espacio libre mínimo para la instalación: 800 mm en la parte frontal (acceso a la válvula), 500 mm en los laterales y 600 mm en la parte posterior (acceso al enfriador). Su tamaño compacto (720 × 763 mm) permite su instalación en bahías de equipos de laboratorio estándar y salas de máquinas pequeñas.

Requisitos de refrigeración

El caudal de agua de refrigeración requerido es aproximadamente 3,5 m³/h a una temperatura de entrada de 32 °C. Para instalaciones sin infraestructura de agua de refrigeración, una opción paquete de posenfriador refrigerado por aire Está disponible una opción que utiliza aire ambiente con un ventilador específico y un intercambiador de calor de tubos aleteados. Esta configuración aumenta la altura total en 200 mm, pero elimina la necesidad de tuberías de agua de refrigeración.

Conexión eléctrica

El motor de 18,5 kW funciona con alimentación estándar. 380 V/trifásico/50 Hz Potencia industrial. Se recomienda un disyuntor de 32 A con protección del motor (sobrecarga térmica + cortocircuito). El motor es de clase de eficiencia IE3, conforme a las directivas de diseño ecológico de la UE. Para instalaciones en Norteamérica, está disponible una variante de motor de 460 V/60 Hz con un plazo de entrega adicional de 2 a 3 semanas.

Programa de mantenimiento

La arquitectura sin aceite simplifica enormemente el mantenimiento. No hay filtros de lubricante, ni programas de muestreo de aceite, ni cambios de elementos separadores. Los consumibles principales son: Anillos de pistón y bandas de retención de PTFECon una vida útil típica de 4000 a 6000 horas en atmósfera de nitrógeno limpio. Todos los componentes de desgaste son accesibles desde la parte frontal y superior de la unidad, lo que permite realizar el mantenimiento sin necesidad de mover el compresor de su posición de instalación.

Certificaciones de cumplimiento y seguridad

El compresor de nitrógeno ZW-2/4 cumple o supera las siguientes normas internacionales y requisitos reglamentarios:

Análisis de rendimiento y eficiencia

El ZW-2/4 logra un consumo de potencia específico de aproximadamente 9,25 kW por m³/min de nitrógeno a una presión de descarga de 0,40 MPa. Si bien esta potencia específica es mayor que la de las unidades de gran capacidad debido a la física de la compresión a pequeña escala, representa una eficiencia excelente dentro de la categoría de compresores de pistón compactos sin aceite. A modo de comparación, los compresores de tornillo lubricados con aceite típicos en este rango de capacidad consumen entre 10 y 12 kW/m³/min, mientras que los compresores de diafragma (que se utilizan a menudo para aplicaciones de alta pureza) pueden superar los 15 kW/m³/min.

En un ciclo operativo anual de 4000 horas, la ventaja de no utilizar aceite del ZW-2/4 elimina aproximadamente $800–$1,200 en costos anuales de lubricante y filtro en comparación con las alternativas lubricadas. El diseño compacto también reduce los costos de instalación: no requiere una sala de compresores dedicada, ni una torre de enfriamiento, y la infraestructura eléctrica es mínima. Coste total de propiedad de compresores de nitrógeno pequeños Está dominado por la energía y el mantenimiento, y el ZW-2/4 optimiza ambos.

El motor de 18,5 kW es Eficiencia premium IE3 clase, reduciendo las pérdidas eléctricas en 3–5% en comparación con los motores IE2. Para instalaciones que operan con tarifas de electricidad por franjas horarias, la capacidad del ZW-2/4 para arrancar y parar rápidamente (cigüeñal de baja inercia) permite estrategias de respuesta a la demanda que trasladan la compresión a períodos de tarifa reducida, lo que reduce aún más los costos operativos.

Capacidades de personalización y fabricación de equipos originales (OEM)

Además de la configuración estándar ZW-2/4, ofrecemos soluciones a medida para entornos de instalación específicos:

• Paquete refrigerado por aire: Elimina la necesidad de agua de refrigeración gracias a su intercooler y posenfriador integrados refrigerados por aire. Ideal para instalaciones remotas y remolques móviles de generación de nitrógeno. Aumenta la altura total en 200 mm.
• Recinto insonorizado: Reduce la emisión de ruido de 82 dB(A) a 68 dB(A) a 1 m, lo que lo hace adecuado para instalaciones de laboratorio en interiores. La carcasa incluye ventiladores integrados y puertos para la monitorización de oxígeno.
• Variador de frecuencia (VFD): Adapta la salida del compresor a la demanda fluctuante de nitrógeno, mejorando la eficiencia a carga parcial entre 15 y 251 TP3T. Incluye transductor de presión y control PID para la modulación automática de la velocidad.
• Sistema llave en mano montado sobre patín: Viene preensamblado con tanque receptor de nitrógeno (500 L), panel regulador de presión y analizador de humedad. Reduce la instalación en campo a solo las conexiones eléctricas y de entrada de gas.
• Variante a prueba de explosiones: Motor y componentes eléctricos con certificación ATEX Zona 2 para su instalación en zonas peligrosas. Disponibles para sistemas de alimentación de 380 V/50 Hz y 460 V/60 Hz.

La cantidad mínima de pedido para configuraciones personalizadas es 1 unidadEl plazo de entrega estándar es de 6 a 8 semanas; los paquetes personalizados se entregan en 8 a 10 semanas. Se ofrecen servicios de etiquetado privado OEM y documentación con marca compartida para integradores de sistemas y distribuidores de equipos de gas.

Caso práctico: Mejora del sistema de suministro de nitrógeno en un laboratorio de investigación universitaria.

Cliente: Una universidad de investigación líder en Asia Oriental, Departamento de Ciencia de Materiales

Desafío: El banco de cilindros de nitrógeno a alta presión del departamento (200 bar, cilindros de 50 L) resultaba insuficiente para múltiples operaciones simultáneas en cajas de guantes, hornos de atmósfera inerte e instrumentos de análisis térmico. El cambio de cilindros interrumpía los experimentos, y la logística de su manipulación en un laboratorio de varias plantas se estaba convirtiendo en un problema de seguridad.

Solución: Suministramos un Compresor de nitrógeno sin aceite ZW-2/4 Integrado con un pequeño generador de nitrógeno VPSA (que produce 99,91 TP3T de N₂ a 0,08 MPa) y un tanque receptor de 500 L. El compresor compacto se adaptó a la sala de máquinas existente (1,2 m × 1,5 m de superficie) y la certificación libre de aceite cumplió con los requisitos de pureza analítica del departamento.

Resultados:

• Continuidad del suministro de nitrógeno: Disponibilidad bajo demanda del 100%eliminando los retrasos en el cambio de cilindros
• Coste operativo anual: Reducido en 58% frente al alquiler y entrega de cilindros (de $12.400 a $5.200)
• Seguridad en el laboratorio: Se eliminó la manipulación manual de cilindros. en espacios reducidos de ascensores y pasillos
• Pureza del nitrógeno: Constantemente >99,95% con un contenido de aceite <0,01 mg/m³, cumpliendo con todos los requisitos de los instrumentos analíticos.

“El ZW-2/4 transformó nuestras operaciones de laboratorio. Ya no nos preocupa quedarnos sin nitrógeno a mitad de un experimento, y su tamaño compacto nos permitió conservar espacio valioso en el laboratorio. La certificación libre de aceite nos da la seguridad de que nuestros resultados analíticos no se ven afectados por la contaminación de hidrocarburos.” — Responsable del laboratorio, Departamento de Ciencia de los Materiales

Preguntas frecuentes y guía de selección

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