Compressore di azoto ZW-2/4 – Booster di N2 compatto e senza olio per la separazione dell'aria su piccola scala

Con una portata di 2 m³/min a una pressione di scarico di 0,40 MPa, il ZW-2/4 è un compressore di azoto a pistoni oil-free a due stadi e due file, progettato per unità di separazione dell'aria criogenica compatte, per la fornitura di azoto in laboratorio e per la generazione di azoto VPSA su piccola scala. Caratterizzato da zero contaminazione da lubrificante, design compatto e costruzione per un funzionamento continuo e affidabile.

Panoramica del prodotto

IL Compressore di azoto ZW-2/4 rappresenta una soluzione compatta ma potente nella nostra gamma di compressori a pistoni senza olio, appositamente progettata per applicazioni di potenziamento dell'azoto in sistemi di separazione dell'aria criogenica su piccola scala, catene di fornitura di gas da laboratorio e sistemi compatti di generazione di azoto VPSA. Con una capacità di 2 m³/min e una pressione di scarico di 0,40 MPaQuesta unità offre prestazioni di livello professionale in un ingombro ridotto, ideale per spazi industriali ristretti.

A differenza dei compressori lubrificati convenzionali che compromettono la purezza dell'azoto con il trascinamento di vapori d'olio, lo ZW-2/4 funziona su un sistema completamente architettura di lubrificazione senza olioQuesta filosofia progettuale elimina la necessità di filtrazione dell'olio a valle, riduce drasticamente i tempi di manutenzione e garantisce la conformità alla purezza dell'azoto per applicazioni sensibili, tra cui la ricerca e sviluppo farmaceutica, i test elettronici e i laboratori di conservazione degli alimenti.

Il compressore utilizza un due stadi, due file (二列二级) Configurazione del pistone che ottimizza l'efficienza di compressione su tutto il rapporto di pressione. Ogni stadio di compressione è dotato di circuiti di raffreddamento indipendenti, garantendo che le temperature di scarico rimangano entro limiti termici di sicurezza anche durante cicli di lavoro prolungati. Il telaio compatto in ghisa e il gruppo albero motore bilanciato con precisione sono progettati per Oltre 60.000 ore di longevità operativa in base agli intervalli di manutenzione standard.

Specifiche tecniche – ZW-2/4

* Tutte le specifiche sono valutate in condizioni di riferimento standard (ISO 1217, Allegato C). Le prestazioni effettive possono variare in base all'altitudine del sito, alla temperatura ambiente e alle condizioni di ingresso.

Caratteristiche principali e vantaggi ingegneristici

1. Ingombro ultracompatto

A solo 720 × 763 × 1475 mm Con un peso di soli 600 kg, il modello ZW-2/4 occupa meno di 0,55 m² di superficie. Queste dimensioni compatte lo rendono ideale per installazioni in edifici esistenti dove lo spazio è limitato, come laboratori di ricerca universitari, locali per la distribuzione di gas negli ospedali e piccoli impianti di produzione. L'orientamento verticale della disposizione a due file di cilindri riduce al minimo l'ingombro orizzontale, mantenendo al contempo la piena efficienza termodinamica a due stadi.

2. Tecnologia del pistone in PTFE senza olio

Lo ZW-2/3 utilizza un Sistema di fasce elastiche e anelli di scorrimento in composito PTFE autolubrificanti che funziona senza lubrificanti a base di idrocarburi. Ciò consente di ottenere ISO 8573-1 Classe 0 La certificazione del contenuto di olio lo rende adatto alle applicazioni più esigenti in termini di purezza dell'azoto. L'eliminazione dell'olio dalla camera di compressione elimina il rischio di polimerizzazione indotta dall'olio nei flussi di azoto contenenti tracce di ossigeno, un aspetto critico per la sicurezza nella gestione di gas ad alta purezza.

3. Efficienza a due stadi su piccola scala

La maggior parte dei compressori di piccola capacità sacrifica l'efficienza utilizzando design monostadio. Lo ZW-2/4 mantiene un architettura di compressione a due stadi con raffreddamento interstadio, ottenendo un consumo energetico specifico di circa 9,25 kW per m³/min—eccezionale per questa classe di capacità. Lo scambiatore di calore a fascio tubiero interstadio riduce la temperatura di ingresso del secondo stadio, migliorando l'efficienza volumetrica e prolungando la durata della valvola.

4. Design dell'albero motore a bassa inerzia

L'albero motore in acciaio legato forgiato è bilanciato dinamicamente per ISO 1940 G2.5 Presenta un design a bassa inerzia che consente cicli di avvio e arresto rapidi. Ciò è particolarmente utile per le applicazioni di laboratorio, dove il compressore può funzionare a richiesta anziché in modo continuo. La configurazione a due file di cilindri contrapposti garantisce una naturale compensazione delle forze, riducendo i requisiti di fondazione e consentendo l'installazione su pavimenti industriali standard senza la necessità di speciali blocchi di inerzia.

Scenari applicativi

Separazione criogenica dell'aria su piccola scala

In impianti ASU criogenici compatti che producono 50–200 Nm³/h di azoto gassosoIl modello ZW-2/4 funge da booster primario tra la camera fredda e la rete di distribuzione del processo. La sua capacità di 2 m³/min si allinea perfettamente con la portata degli impianti di azoto liquido di piccola scala e dei mini-sistemi ASU. La pressione di mandata di 0,40 MPa fornisce una prevalenza adeguata per la distribuzione tramite tubazione alle apparecchiature di processo, alle camere a guanti e ai pannelli di gas per strumentazione nelle vicinanze.

Fornitura di gas per laboratori e ricerca

I laboratori di ricerca, i dipartimenti di chimica universitari e le strutture di ricerca e sviluppo farmaceutico necessitano di una fornitura affidabile di azoto ad alta purezza Ideale per lavori in atmosfera inerte, evaporazione di solventi e gas vettore per cromatografia. La certificazione oil-free del modello ZW-2/4 garantisce che nessun contaminante idrocarburico interferisca con strumenti analitici sensibili come GC-MS, HPLC e ICP-MS. Le dimensioni compatte consentono l'installazione direttamente accanto ai pannelli di distribuzione del gas di laboratorio, eliminando la necessità di lunghe tubazioni che potrebbero introdurre contaminanti atmosferici.

Generatori di azoto VPSA compatti

Per generatore di azoto VPSA su piccola scala Nei pacchetti, il ZW-2/4 comprime l'azoto prodotto a bassa pressione (tipicamente 0,05–0,10 MPa dal letto di adsorbimento) fino a una pressione di distribuzione utilizzabile. Il design senza olio è fondamentale perché i sistemi VPSA si basano su adsorbenti a setaccio molecolare che verrebbero permanentemente contaminati dai vapori d'olio. L'ingombro ridotto consente di integrare il compressore direttamente nello skid VPSA, creando un pacchetto completo "chiavi in ​​mano" per la generazione di azoto.

Produzione e saldatura di componenti elettronici

Negli impianti di assemblaggio elettronico, l'azoto viene utilizzato per Inertizzazione per saldatura a onda, controllo dell'atmosfera del forno a rifusione e stoccaggio dei componenti.La pressione di scarico di 0,40 MPa del modello ZW-2/4 è sufficiente per le tipiche esigenze di azoto delle saldatrici (0,20–0,35 MPa), con regolazione della pressione nel punto di utilizzo. La certificazione senza olio previene la contaminazione da idrocarburi delle saldature e dei residui di flussante, che potrebbero causare problemi di conduttività elettrica nei dispositivi elettronici ad alta affidabilità.

Materiali e costruzione

Il modello ZW-2/4 è costruito con materiali selezionati per la loro compatibilità con l'azoto, la compattezza, la durata e la facilità di manutenzione:

Tutti i componenti portanti sono progettati per GB 150 Standard per recipienti a pressione. L'intercooler compatto utilizza una struttura a tubi alettati in alluminio per massimizzare il trasferimento di calore in un ingombro minimo, riducendo l'altezza complessiva dell'unità pur mantenendo l'efficacia del raffreddamento tra gli stadi. Le giunzioni saldate vengono sottoposte a test idrostatici a 1,5 volte la pressione di progetto prima della spedizione.

Linee guida per l'installazione e la manutenzione

Fondazione e montaggio

Con soli 600 kg, lo ZW-2/4 può essere installato su pavimentazione industriale rinforzata standard Senza un blocco inerziale dedicato. L'unità viene fornita con quattro supporti antivibranti che riducono le vibrazioni trasmesse a meno di 2 mm/s RMS. Spazi minimi di installazione: 800 mm frontali (accesso alle valvole), 500 mm laterali e 600 mm posteriori (accesso al refrigeratore). L'ingombro compatto (720 × 763 mm) consente l'installazione in vani per apparecchiature di laboratorio standard e in piccoli locali tecnici.

Requisiti di raffreddamento

Il fabbisogno di flusso dell'acqua di raffreddamento è approssimativamente 3,5 m³/h a una temperatura di ingresso di 32 °C. Per gli impianti senza infrastrutture di acqua di raffreddamento, un'opzione pacchetto di postrefrigeratore raffreddato ad aria È disponibile una configurazione che utilizza l'aria ambiente con una ventola dedicata e uno scambiatore di calore a tubi alettati. Questa configurazione aumenta l'altezza complessiva di 200 mm, ma elimina la necessità di tubazioni per l'acqua di raffreddamento.

Collegamento elettrico

Il motore da 18,5 kW funziona in modalità standard 380 V/trifase/50 Hz Alimentazione industriale. Si consiglia un interruttore automatico da 32 A con protezione motore (sovraccarico termico + cortocircuito). Il motore è di classe di efficienza IE3, conforme alle direttive UE in materia di ecodesign. Per le installazioni in Nord America, è disponibile una variante del motore da 460 V/60 Hz con un tempo di consegna aggiuntivo di 2-3 settimane.

Programma di manutenzione

L'architettura senza olio semplifica drasticamente la manutenzione. Non ci sono filtri del lubrificante, né programmi di campionamento dell'olio, né sostituzioni dell'elemento separatore. I principali materiali di consumo sono: Fasce elastiche e anelli di scorrimento in PTFEcon una durata di servizio tipica di 4.000-6.000 ore in servizio con azoto pulito. Tutti i componenti soggetti a usura sono accessibili dalla parte anteriore e superiore dell'unità, consentendo la manutenzione senza dover spostare il compressore dalla sua posizione di installazione.

Certificazioni di conformità e sicurezza

Il compressore di azoto ZW-2/4 soddisfa o supera i seguenti standard internazionali e requisiti normativi:

Analisi delle prestazioni e dell'efficienza

Lo ZW-2/4 raggiunge un consumo energetico specifico di circa 9,25 kW per m³/min di azoto a una pressione di scarico di 0,40 MPa. Sebbene questa potenza specifica sia superiore a quella delle unità di grande capacità a causa della fisica della compressione su piccola scala, rappresenta un'eccellente efficienza nella categoria dei compressori a pistoni compatti senza olio. Per confronto, i tipici compressori a vite lubrificati ad olio in questa gamma di capacità consumano 10-12 kW/m³/min, mentre i compressori a membrana (spesso utilizzati per applicazioni ad alta purezza) possono superare i 15 kW/m³/min.

Nel corso di un ciclo operativo annuale di 4.000 ore, il vantaggio del sistema senza olio dello ZW-2/4 elimina circa $800–$1.200 di costi annuali per lubrificanti e filtri rispetto alle alternative lubrificate. Il design compatto riduce anche i costi di installazione: nessuna sala compressori dedicata, nessuna torre di raffreddamento e un'infrastruttura elettrica minima. costo totale di proprietà per piccoli compressori di azoto è dominato da energia e manutenzione, e lo ZW-2/4 ottimizza entrambi gli aspetti.

Il motore da 18,5 kW è Efficienza premium di IE3 classe, riducendo le perdite elettriche del 3–5% rispetto ai motori IE2. Per gli impianti che operano con tariffe elettriche a fasce orarie, la capacità del ZW-2/4 di avviarsi e arrestarsi rapidamente (albero motore a bassa inerzia) consente strategie di risposta alla domanda che spostano la compressione nei periodi di tariffazione non di punta, riducendo ulteriormente i costi operativi.

Capacità di personalizzazione e produzione OEM

Oltre alla configurazione standard ZW-2/4, offriamo soluzioni personalizzate per specifici ambienti di installazione:

• Pacchetto raffreddato ad aria: Elimina la necessità di acqua di raffreddamento grazie all'intercooler e al post-refrigeratore integrati raffreddati ad aria. Ideale per installazioni remote e rimorchi mobili per la generazione di azoto. Aggiunge 200 mm all'altezza complessiva.
• Cabina insonorizzata: Riduce le emissioni sonore da 82 dB(A) a 68 dB(A) a 1 m, risultando adatto per installazioni in laboratorio in ambienti interni. L'involucro include ventole di ventilazione integrate e porte per il monitoraggio dell'ossigeno.
• Azionamento a frequenza variabile (VFD): Adatta la portata del compressore alla domanda variabile di azoto, migliorando l'efficienza a carico parziale del 15-25%. Include trasduttore di pressione e controllo PID per la modulazione automatica della velocità.
• Sistema chiavi in ​​mano con montaggio su skid: Preassemblato con serbatoio di accumulo dell'azoto (500 l), pannello di regolazione della pressione e analizzatore di umidità. Riduce l'installazione in loco ai soli collegamenti elettrici e di ingresso del gas.
• Variante antideflagrante: Motori e componenti elettrici certificati ATEX Zona 2 per l'installazione in aree classificate come pericolose. Disponibili per sistemi di alimentazione a 380 V/50 Hz e 460 V/60 Hz.

La quantità minima d'ordine per configurazioni personalizzate è 1 unitàLa consegna standard è di 6-8 settimane; i pacchetti personalizzati vengono consegnati in 8-10 settimane. Sono disponibili servizi di private label OEM e documentazione con marchio congiunto per integratori di sistemi e distributori di apparecchiature a gas.

Caso di studio: potenziamento dell'approvvigionamento di azoto in un laboratorio di ricerca universitario.

Cliente: Un'importante università di ricerca nell'Asia orientale, Dipartimento di Scienza dei Materiali

Sfida: Il parco bombole di azoto ad alta pressione (200 bar, 50 litri) del dipartimento si stava rivelando inadeguato per gestire simultaneamente diverse operazioni in camera a guanti, forni ad atmosfera inerte e strumenti di analisi termica. La sostituzione delle bombole interrompeva gli esperimenti e la gestione logistica delle bombole in un edificio adibito a laboratorio su più piani stava diventando un problema di sicurezza.

Soluzione: Abbiamo fornito un Compressore di azoto senza olio ZW-2/4 Integrato con un piccolo generatore di azoto VPSA (che produce N₂ con una purezza del 99,9% a 0,08 MPa) e un serbatoio di raccolta da 500 litri. Il compressore compatto si adattava al locale tecnico esistente (spazio di 1,2 m × 1,5 m) e la certificazione oil-free soddisfaceva i requisiti di purezza analitica del dipartimento.

Risultati:

• Continuità dell'approvvigionamento di azoto: Disponibilità su richiesta del modello 100%, eliminando i ritardi dovuti alla sostituzione delle bombole
• Costo operativo annuale: Ridotto di 58% rispetto al noleggio e alla consegna delle bombole (da $12.400 a $5.200)
• Sicurezza in laboratorio: Eliminazione della movimentazione manuale delle bombole in spazi ristretti come ascensori e corridoi
• Purezza dell'azoto: Costantemente >99,95% con contenuto di olio <0,01 mg/m³, conforme a tutti i requisiti degli strumenti analitici

“Il sistema ZW-2/4 ha trasformato le nostre operazioni di laboratorio. Non dobbiamo più preoccuparci di rimanere senza azoto a metà esperimento e le dimensioni compatte ci hanno permesso di non sacrificare spazio prezioso in laboratorio. La certificazione oil-free ci dà la certezza che i nostri risultati analitici non siano compromessi da contaminazioni da idrocarburi.” — Responsabile del laboratorio, Dipartimento di Scienza dei Materiali

Domande frequenti e guida alla selezione

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