Compresseur d'azote ZW-2/4 – Surpresseur N2 compact sans huile pour la séparation d'air à petite échelle

Débitant 2 m³/min à une pression de refoulement de 0,40 MPa, le ZW-2/4 est un compresseur d'azote à pistons sans huile, à deux étages et deux rangées, conçu pour les unités compactes de séparation d'air cryogénique, l'alimentation en azote de laboratoire et la production d'azote VPSA à petite échelle. Il garantit l'absence de contamination par lubrifiant, un format compact et un fonctionnement continu et fiable.

Présentation du produit

Le Compresseur d'azote ZW-2/4 représente une solution compacte mais puissante de notre gamme de compresseurs à piston sans huile, spécialement conçue pour les applications de surpression d'azote dans les systèmes de séparation d'air cryogénique à petite échelle, les chaînes d'approvisionnement en gaz de laboratoire et les systèmes compacts de génération d'azote VPSA. Avec une capacité de 2 m³/min et une pression de refoulement de 0,40 MPa, cet appareil offre des performances de qualité professionnelle dans un format compact adapté aux espaces industriels restreints.

Contrairement aux compresseurs lubrifiés classiques qui compromettent la pureté de l'azote par l'entraînement de vapeurs d'huile, le ZW-2/4 fonctionne de manière totalement architecture de lubrification sans huileCette philosophie de conception élimine les exigences de filtration d'huile en aval, réduit considérablement les calendriers de maintenance et garantit la conformité de la pureté de l'azote pour les applications sensibles, notamment la R&D pharmaceutique, les tests électroniques et les laboratoires de conservation des aliments.

Le compresseur utilise un à deux étages, à deux rangées (二列二级) Configuration du piston optimisant le rendement de compression sur toute la plage de pression. Chaque étage de compression dispose de circuits de refroidissement indépendants, garantissant le maintien des températures de refoulement dans des limites thermiques sûres, même lors de cycles de fonctionnement prolongés. Le bâti compact en fonte et le vilebrequin équilibré avec précision sont conçus pour Plus de 60 000 heures de durée de vie opérationnelle dans le cadre d'intervalles d'entretien standard.

Spécifications techniques – ZW-2/4

* Toutes les spécifications sont données dans des conditions de référence standard (ISO 1217, annexe C). Les performances réelles peuvent varier en fonction de l'altitude du site, de la température ambiante et des conditions d'entrée.

Principales caractéristiques et avantages techniques

1. Empreinte au sol ultra-compacte

À seulement 720 × 763 × 1475 mm Avec un poids de 600 kg, le ZW-2/4 occupe moins de 0,55 m² au sol. Son format compact le rend idéal pour les installations de rénovation dans les bâtiments existants où l'espace est limité, tels que les laboratoires de recherche universitaires, les salles de distribution de gaz des hôpitaux et les petites unités de production. L'orientation verticale des deux rangées de cylindres minimise l'encombrement horizontal tout en préservant l'efficacité thermodynamique optimale à deux étages.

2. Technologie des pistons en PTFE sans huile

Le ZW-2/3 utilise un système de segment de piston et de bande de guidage en composite PTFE autolubrifiant qui fonctionne sans aucun lubrifiant hydrocarboné. Cela permet ISO 8573-1 Classe 0 La certification de la teneur en huile rend ce système adapté aux applications d'azote les plus exigeantes en termes de pureté. L'absence d'huile dans la chambre de compression élimine le risque de polymérisation induite par l'huile dans les flux d'azote contenant des traces d'oxygène, un facteur de sécurité essentiel pour la manipulation de gaz de haute pureté.

3. Efficacité en deux étapes à petite échelle

La plupart des compresseurs de petite capacité sacrifient l'efficacité en utilisant des conceptions à un seul étage. Le ZW-2/4 conserve une architecture de compression à deux étapes avec refroidissement inter-étages, atteignant une consommation d'énergie spécifique d'environ 9,25 kW par m³/min—Exceptionnel pour cette catégorie de capacité. Le refroidisseur tubulaire intermédiaire réduit la température d'entrée du deuxième étage, améliorant ainsi le rendement volumétrique et prolongeant la durée de vie des vannes.

4. Conception du vilebrequin à faible inertie

Le vilebrequin en acier allié forgé est équilibré dynamiquement pour ISO 1940 G2.5 Il est doté d'une conception à faible inertie permettant des cycles de démarrage et d'arrêt rapides. Ceci est particulièrement avantageux pour les applications de laboratoire où le compresseur peut fonctionner par cycles à la demande plutôt qu'en continu. La configuration à deux rangées de cylindres opposés assure une compensation naturelle des forces, réduisant ainsi les exigences en matière de fondation et permettant une installation sur les sols industriels standard sans blocs d'inertie spéciaux.

Scénarios d'application

Séparation cryogénique de l'air à petite échelle

Dans les installations ASU cryogéniques compactes produisant 50 à 200 Nm³/h d'azote gazeuxLe ZW-2/4 sert de surpresseur principal entre l'unité froide et le réseau de distribution du procédé. Son débit de 2 m³/min correspond précisément à la production des petites unités de production d'azote liquide et des mini-unités de séparation d'air (ASU). La pression de refoulement de 0,40 MPa assure une pression suffisante pour la distribution par pipeline vers les équipements de procédé, les boîtes à gants et les panneaux de distribution de gaz instrumentés situés à proximité.

Approvisionnement en gaz pour laboratoires et recherches

Les laboratoires de recherche, les départements de chimie des universités et les installations de R&D pharmaceutique ont besoin d'un approvisionnement fiable en azote de haute pureté Pour les travaux sous atmosphère inerte, l'évaporation de solvants et comme gaz vecteur en chromatographie, le ZW-2/4 est certifié sans huile, garantissant ainsi l'absence de contaminants hydrocarbonés susceptibles d'interférer avec des instruments d'analyse sensibles tels que la GC-MS, la HPLC et l'ICP-MS. Son format compact permet une installation directement à proximité des tableaux de distribution de gaz du laboratoire, évitant ainsi les longs raccordements susceptibles d'introduire une contamination atmosphérique.

Générateurs d'azote VPSA compacts

Pour générateur d'azote VPSA à petite échelle Dans les systèmes VPSA, le compresseur ZW-2/4 comprime l'azote basse pression (généralement de 0,05 à 0,10 MPa à la sortie du lit d'adsorption) à une pression de distribution utilisable. Sa conception sans huile est essentielle, car les systèmes VPSA utilisent des adsorbants à tamis moléculaire qui seraient irrémédiablement contaminés par les vapeurs d'huile. Grâce à son format compact, le compresseur peut être intégré directement au châssis VPSA, créant ainsi une solution complète de production d'azote clé en main.

Fabrication et soudage de produits électroniques

Dans les installations d'assemblage électronique, l'azote est utilisé pour inertage par brasage à la vague, contrôle de l'atmosphère du four de refusion et stockage des composantsLa pression de refoulement de 0,40 MPa du ZW-2/4 est suffisante pour les besoins typiques en azote des machines à souder (0,20–0,35 MPa), avec une régulation de pression au point d'utilisation. La certification sans huile empêche la contamination des joints de soudure et des résidus de flux par les hydrocarbures, ce qui pourrait entraîner des problèmes de conductivité électrique dans les composants électroniques haute fiabilité.

Matériaux et construction

Le ZW-2/4 est construit à partir de matériaux sélectionnés pour leur compatibilité avec l'azote, leur compacité, leur durabilité et leur accessibilité pour la maintenance :

Tous les composants soumis à la pression sont conçus pour GB 150 Conforme aux normes des appareils à pression. L'échangeur de chaleur compact utilise une structure à ailettes en aluminium pour un transfert thermique maximal dans un encombrement minimal, réduisant ainsi la hauteur totale de l'unité tout en maintenant l'efficacité du refroidissement inter-étages. Les joints soudés sont soumis à des essais hydrostatiques à 1,5 fois la pression nominale avant expédition.

Instructions d'installation et d'entretien

Fondation et montage

Avec un poids de seulement 600 kg, le ZW-2/4 peut être installé sur revêtement de sol industriel renforcé standard Sans bloc d'inertie dédié, l'unité est livrée avec quatre supports antivibratoires réduisant les vibrations transmises à moins de 2 mm/s RMS. Dégagements minimaux requis : 800 mm à l'avant (accès aux vannes), 500 mm sur les côtés et 600 mm à l'arrière (accès au refroidisseur). Son format compact (720 × 763 mm) permet une installation dans les travées d'équipements de laboratoire standard et les petits locaux techniques.

Besoins en refroidissement

Le débit d'eau de refroidissement requis est d'environ 3,5 m³/h à une température d'entrée de 32 °C. Pour les installations sans infrastructure d'eau de refroidissement, une option est disponible. ensemble refroidisseur d'air de suralimentation Il existe une solution utilisant l'air ambiant avec un ventilateur dédié et un échangeur de chaleur à ailettes. Cette configuration augmente la hauteur totale de 200 mm mais élimine le besoin de tuyauterie d'eau de refroidissement.

Raccordement électrique

Le moteur de 18,5 kW fonctionne en standard 380 V/triphasé/50 Hz Alimentation industrielle. Un disjoncteur de 32 A avec protection moteur (surcharge thermique et court-circuit) est recommandé. Le moteur est de classe d'efficacité IE3 et conforme aux directives européennes d'écoconception. Pour les installations en Amérique du Nord, une version 460 V/60 Hz est disponible avec un délai de livraison supplémentaire de 2 à 3 semaines.

Programme de maintenance

L'architecture sans huile simplifie considérablement la maintenance. Il n'y a ni filtres à lubrifiant, ni programmes d'échantillonnage d'huile, ni remplacement d'élément séparateur. Les principaux consommables sont les segments de piston et bagues de guidage en PTFESa durée de vie typique est de 4 000 à 6 000 heures en fonctionnement sous azote propre. Toutes les pièces d'usure sont accessibles par l'avant et le dessus de l'unité, ce qui permet d'effectuer la maintenance sans déplacer le compresseur de son emplacement.

Certifications de conformité et de sécurité

Le compresseur d'azote ZW-2/4 répond aux normes internationales et aux exigences réglementaires suivantes, voire les dépasse :

Analyse des performances et de l'efficacité

Le ZW-2/4 atteint un consommation électrique spécifique d'environ 9,25 kW par m³/min de l'azote à une pression de refoulement de 0,40 MPa. Bien que cette puissance spécifique soit supérieure à celle des compresseurs de grande capacité en raison des lois de la compression à petite échelle, elle représente un excellent rendement dans la catégorie des compresseurs à piston compacts sans huile. À titre de comparaison, les compresseurs à vis lubrifiés à l'huile classiques de cette capacité consomment de 10 à 12 kW/m³/min, tandis que les compresseurs à membrane (souvent utilisés pour les applications de haute pureté) peuvent dépasser 15 kW/m³/min.

Sur un cycle de fonctionnement annuel de 4 000 heures, l’absence d’huile du ZW-2/4 permet d’éliminer environ $800–$1,200 en coûts annuels de lubrifiants et de filtres par rapport aux alternatives lubrifiées. Sa conception compacte réduit également les coûts d'installation : pas de local compresseur dédié, pas de tour de refroidissement et une infrastructure électrique minimale. coût total de possession des petits compresseurs d'azote est dominé par l'énergie et la maintenance, et le ZW-2/4 optimise les deux.

Le moteur de 18,5 kW est IE3 efficacité premium Ce moteur réduit les pertes électriques de 3 à 51 TP3T par rapport aux moteurs IE2. Pour les installations fonctionnant avec une tarification différenciée selon les heures de consommation, sa capacité à démarrer et à s'arrêter rapidement (vilebrequin à faible inertie) permet des stratégies de gestion de la demande qui décalent la compression vers les périodes de faible consommation, réduisant ainsi davantage les coûts d'exploitation.

Capacités de personnalisation et de fabrication d'équipement d'origine (OEM)

Au-delà de la configuration standard ZW-2/4, nous proposons des solutions sur mesure pour des environnements d'installation spécifiques :

• Ensemble refroidi par air : Élimine le besoin en eau de refroidissement grâce à un refroidisseur intermédiaire et un refroidisseur final intégrés refroidis par air. Idéal pour les installations isolées et les remorques mobiles de production d'azote. Augmente la hauteur totale de 200 mm.
• Enceinte insonorisée : Réduit les émissions sonores de 82 dB(A) à 68 dB(A) à 1 m, idéal pour les installations en laboratoire intérieur. Le boîtier intègre des ventilateurs et des ports de contrôle d'oxygène.
• Variateur de fréquence (VFD) : Adapte le débit du compresseur aux variations de la demande en azote, améliorant ainsi le rendement à charge partielle de 15 à 251 TPL. Comprend un transducteur de pression et une régulation PID pour une modulation automatique de la vitesse.
• Système clé en main monté sur patins : Pré-assemblé avec réservoir d'azote (500 L), panneau de régulation de pression et analyseur d'humidité. Réduit l'installation sur site aux seuls raccordements électriques et d'arrivée de gaz.
• Variante antidéflagrante : Moteur et composants électriques certifiés ATEX Zone 2 pour une installation en zones dangereuses. Disponible pour les systèmes d'alimentation 380 V/50 Hz et 460 V/60 Hz.

La quantité minimale de commande pour les configurations personnalisées est de 1 unitéLe délai de livraison standard est de 6 à 8 semaines ; les colis personnalisés sont livrés sous 8 à 10 semaines. La personnalisation avec marque blanche et la documentation en co-marquage sont disponibles pour les intégrateurs de systèmes et les distributeurs d’équipements gaziers.

Étude de cas : Amélioration de l'approvisionnement en azote d'un laboratoire de recherche universitaire

Client: Département des sciences des matériaux, une université de recherche de premier plan en Asie de l'Est

Défi: Le parc de bouteilles d'azote haute pression existant au sein du département (200 bars, bouteilles de 50 litres) s'avérait insuffisant pour les opérations simultanées en boîtes à gants, en fours sous atmosphère inerte et en instruments d'analyse thermique. Les changements de bouteilles perturbaient les expériences et la logistique de leur manutention dans un bâtiment de laboratoires à plusieurs étages posait un problème de sécurité.

Solution: Nous avons fourni un Compresseur d'azote sans huile ZW-2/4 Intégré à un petit générateur d'azote VPSA (produisant de l'azote 99,9% à 0,08 MPa) et à un réservoir de 500 L, le compresseur compact s'intègre parfaitement dans le local technique existant (1,2 m × 1,5 m) et sa certification sans huile répond aux exigences de pureté analytique du département.

Résultats:

• Continuité de l'approvisionnement en azote : Disponibilité à la demande du 100%, éliminant les délais de remplacement des cylindres
• Coût annuel d'exploitation : Réduit de 58% par rapport à la location et à la livraison de bouteilles de gaz (de $12 400 à $5 200)
• Sécurité en laboratoire : Suppression de la manutention manuelle des cylindres dans les espaces confinés des ascenseurs et des couloirs
• Pureté de l'azote : Constamment >99,95% avec une teneur en huile <0,01 mg/m³, répondant à toutes les exigences des instruments d'analyse

« Le ZW-2/4 a transformé nos opérations de laboratoire. Nous ne craignons plus de manquer d'azote en pleine expérience, et sa taille compacte nous a permis de préserver un espace précieux. La certification sans huile nous assure que nos résultats analytiques ne sont pas faussés par une contamination aux hydrocarbures. » — Responsable du laboratoire, Département des sciences des matériaux

FAQ et guide de sélection

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