Verdrängungskompressoren: Der vollständige Leitfaden für industrielle Luftsysteme

2026,08,17

Ein Verdrängerkompressor ist ein mechanisches Gerät, das den Druck eines Gases oder Dampfes erhöht, indem es das Arbeitsvolumen in einer Kompressionskammer periodisch verringert.

Verdrängerkompressoren können eine relativ konstante Durchflussrate und einen relativ konstanten Druck aufrechterhalten. Diese Kompressoren werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die einen höheren Druck erfordern, z. B. in der Kühlung, Klimaanlage und bei pneumatischen Werkzeugen.

Was ist ein Verdrängerkompressor?

Ein Verdrängerkompressor ist ein mechanisches Gerät, das den Druck von Gas oder Dampf erhöht, indem es das Arbeitsvolumen in einer Kompressionskammer periodisch verringert.

Verdrängerkompressoren sorgen für eine relativ konstante Durchflussrate und einen relativ konstanten Druck. Diese Kompressoren werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die einen höheren Druck erfordern, z. B. in der Kühlung, Klimaanlage und bei pneumatischen Werkzeugen.

Wie funktioniert ein Verdrängerkompressor?

Ansaugphase: Im Inneren des Geräts entsteht eine versiegelte Kammer. Das Kammervolumen vergrößert sich, es entsteht ein Unterdruck, und Luft mit atmosphärischem Druck wird in die versiegelte Kammer gesaugt.

Kompressionsstufe: Durch mechanische Bewegung (Rotoreingriff/Kolbenantrieb/Rollenrotation) wird die Größe der versiegelten Kammer kontinuierlich reduziert, wodurch eine festgelegte Luftmenge zwangsweise komprimiert wird, wodurch Druck und Temperatur gleichzeitig ansteigen.

Auslassstufe: Sobald der Druck in der Kammer den eingestellten Auslassdruck erreicht, wird das Gas durch das Auslassventil/den Auslasskanal aus der Kammer abgelassen; Anschließend kehrt die Kammer in ihre ursprüngliche Position zurück und der Zyklus wiederholt sich.

Arten von Verdrängerkompressoren

Verdrängerkompressoren werden aufgrund ihrer unterschiedlichen mechanischen Struktur hauptsächlich in Kolbenkompressoren ( Kolbenkompressoren ) , Schraubenluftkompressoren und Spiralluftkompressoren eingeteilt. Hubkolbenkompressoren eignen sich häufig für Hochdruckanwendungen. Schraubenkompressoren bieten eine stabile Gasproduktion und einen großen Durchflussbereich. Ölfreie Scrollkompressoren sind leise, ölfrei und kompakt und eignen sich daher für Branchen mit hohen Anforderungen an die Luftqualität, beispielsweise in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie.

Kolbenkompressor

Kolbenkompressoren basieren auf der Hin- und Herbewegung eines Kolbens in einem Zylinder, um das Volumen eines versiegelten Behälters zu verändern und Luft zu komprimieren.

Einlass: Der Kolben bewegt sich nach unten, wodurch das Zylindervolumen vergrößert und der Innendruck verringert wird. Das Einlassventil öffnet sich und ermöglicht das Ansaugen von Außenluft in den Zylinder.

Kompression: Der Kolben bewegt sich nach oben, verkleinert das Zylindervolumen, komprimiert die Luft, erhöht den Druck und schließt das Einlassventil.

Auslass: Während sich der Kolben weiter nach oben bewegt, übersteigt der Zylinderdruck den Auspuffrohrdruck, das Auslassventil öffnet sich und das Hochdruckgas wird ausgestoßen.

Schraubenkompressoren

Schraubenkompressoren verwenden ein Paar ineinandergreifender Schrauben, die sich in entgegengesetzte Richtungen drehen, wodurch sich das Innenvolumen des Rotors periodisch ändert. Das Gas bewegt sich entlang der Achse von der Einlassseite zur Auslassseite und vervollständigt so einen kontinuierlichen Ansaug-, Kompressions- und Auslassprozess.

Ansaugung: Die Drehung des Rotors vergrößert das Volumen des gezahnten Hohlraums, saugt Außenluft an und dichtet sie in der geschlossenen Kammer ab, die durch Rotor und Gehäuse gebildet wird. Das Einlassventil schließt.

Kompression: Während sich der Rotor weiter dreht, verringert sich das Hohlraumvolumen kontinuierlich, wodurch das Gas komprimiert wird und gleichzeitig Druck und Temperatur ansteigen. Ölgetauchte Schraubenkompressoren verwenden Schmieröl zur Abdichtung und Kühlung, während ölfreie Schraubenkompressoren Luft- oder Wasserkühlung verwenden.

Auslass: Wenn der gezahnte Hohlraum und der Auslassanschluss verbunden sind, wird das Hochdruckgas abgelassen.

Scroll-Luftkompressor

Die Kernkompressionskomponente eines Scrollverdichters besteht aus einer beweglichen Spirale und einer stationären Spirale. Durch die kämmende Bewegung der beiden Spiralen wird eine kontinuierliche Veränderung des geschlossenen Volumens erreicht, wodurch das Gas komprimiert wird.

Einlass: Die bewegliche Spirale dreht sich exzentrisch und bildet mit dem Außenring der stationären Spirale einen offenen, halbmondförmigen Hohlraum. Das Volumen vergrößert sich und Luft unter atmosphärischem Druck wird durch die Einlassöffnung des Außenrings angesaugt. Der Hohlraum schließt sich dann und bildet eine versiegelte Kammer.

Kompression: Die bewegliche Spirale dreht sich kontinuierlich um die Mitte, und der halbmondförmige, versiegelte Hohlraum zieht sich kontinuierlich zur Mitte hin zusammen, das Hohlraumvolumen nimmt kontinuierlich ab und die Luft wird allmählich unter Druck gesetzt und erhitzt.

Entlüftung: Der abgedichtete Hohlraum bewegt sich zur Entlüftungsöffnung in der Mitte der Spirale, und das Gas wird aus der Mitte abgelassen, nachdem der Nenndruck erreicht ist. Dann formt der Außenring den Ansaughohlraum neu und der Zyklus geht kontinuierlich weiter.

Vorteile eines Verdrängerkompressors

Hohe Betriebsstabilität

Das Arbeitskammervolumen eines Verdrängerkompressors hängt vollständig von den Abmessungen des Mechanismus ab und hat wenig Einfluss auf den Gasdruck und die Durchflussrate. Daher ist das Verhältnis zwischen Arbeitsdruck und Durchflussrate relativ stabil, was zu einer guten Betriebsstabilität führt.

Große Anpassungsfähigkeit

Der Gaseinlass und -auslass eines Verdrängerkompressors beruht in erster Linie auf Änderungen des Arbeitsvolumens und hat wenig Einfluss auf die Gaseigenschaften. Dadurch ist es äußerst anpassungsfähig, kann mit verschiedenen Gasarten umgehen und problemlos höhere Drücke erreichen.

Hoher thermischer Wirkungsgrad

Aufgrund der geringeren Leckage haben Verdrängerkompressoren einen relativ hohen thermischen Wirkungsgrad. Dadurch wird der Energieverbrauch teilweise reduziert und die Gesamteffizienz verbessert.

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Autor:

Ms. Nina

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