Винтовой или поршневой компрессор — что лучше? Гид для закупщика

Винтовой или поршневой компрессор — что лучше для вашего холодильного оборудования? Этот вопрос напрямую влияет на энергоэффективность, надёжность и итоговую стоимость владения (TCO) всей системы. Винтовые компрессоры обеспечивают непрерывное сжатие с низкими вибрациями и стабильным потоком — решение, которое ценят на средних и больших мощностях и при переменных нагрузках. Поршневые компрессоры — классика для малых и средних производительностей, особенно в режимах с высоким давлением/низкими температурами и при периодической работе.

В этом руководстве мы без лишней «технички» разобрали принципиальные отличия и перевели их в язык бизнес-пользы: что даст экономию энергии на частичной нагрузке, как частотное регулирование работает и на винтовых, и на поршневых, какие регламенты обслуживания действительно влияют на простои, и в каких сценариях выгоден тот или иной тип. В конце — чек-лист для закупщика и матрица выбора под ваши рабочие точки, чтобы сравнивать предложения «яблоко к яблоку».

Кратко о принципе работы и ключевых отличиях

Поршневой компрессор (reciprocating) сжимает газ за счёт хода поршня в цилиндре и работы впускных/выпускных клапанов. Процесс цикличный, поток имеет пульсации; технология хорошо подходит для невысоких расходов газа, высоких степеней сжатия и низкотемпературных режимов.

Винтовой компрессор (screw) использует пару роторов с винтовым профилем; объём камер последовательно уменьшается — получается непрерывный поток с более низкими вибрациями и шумом, что важно для стабильности трубопроводной обвязки и ресурса узлов. Подходит для широкого диапазона температурных режимов.

Регулирование производительности есть у обоих: у поршневых — ступенчатая разгрузка/отключение цилиндров и пакетные установки; у винтовых — скользящий золотник, VSD/частотный привод и (на ряде моделей) регулируемый внутренний объёмный коэффициент Vi.

Сравнение винтовых и поршневых по ключевым критериям

Критерий	Поршневой	Винтовой	Что это значит для бизнеса
Поток/вибрации	Цикличный, с пульсациями; выше вибрации	Непрерывный, низкая вибрация/шум	Меньше требований к виброизоляции у винтовых, стабильность труб и арматуры.
Диапазон производительности	Малые/средние расходы, высокие давления (в т.ч. низкие температуры)	Средние/большие расходы, стабильные/переменные нагрузки	Соотнесите профиль нагрузки и рабочие точки.
Частичная нагрузка	Ступени разгрузки + VSD на пакетах; эффективно в широком диапазоне	Слайд-золотник даёт потери вдали от номинала; VSD заметно улучшает КПД	Если нагрузка «гуляет», винтовой с VSD или пакет поршневых с разгрузкой.
Регулируемый Vi	Не применяется	Доступен на части винтовых, особенно крупных	Подстройка под сезон/условия → экономия энергии.
Совместимость с VSD	Есть (особенно в пакетах/модулях)	Есть у большинства промышленных серий	У обоих типов можно делать «stepless control».
CAPEX	Ниже при тех же «кВт холода» в малых/средних мощностях	Выше, особенно с VSD/Vi	Считаем TCO, а не только цену закупки.
OPEX (энергия)	Хорош на низких/средних расходах и при частой частичной нагрузке	Сильная сторона винтовых при средних/больших расходах; VSD критичен	Выбор по профилю нагрузки, а не «в среднем по рынку».
Сервис/ресурс	Обслуживание клапанов/клапанных плит, больше мелких узлов	Блок роторов/подшипники, маслоотделение; меньше «мелкой» механики	Разные статьи затрат и компетенции сервиса — уточняйте SLA и ЗИП заранее.
Шум	Выше	Ниже	Влияет на требования к помещению и персоналу.
Хладагенты/области	Широко: NH₃, CO₂ (в т.ч. транскритические линейки), HFO/HFC	Широко: NH₃, HFO/HFC; CO₂ — в зависимости от модели	Под задачу и регуляции по F-газам.
Компоновка	Пакеты из 2–5 компрессоров для гибкости	Одним агрегатом перекрывает большую зону нагрузки	Для резервирования иногда проще «пакет» поршневых.
Базовые риски	Пульсации/вибрации, перегрев клапанов	Потери при дросселировании (слайд) без VSD, требования к качеству масла	Риски управляемы правильным проектированием и ТО.

Когда лучше винтовой компрессор

Средние и большие нагрузки, непрерывная работа сменами/круглосуточно. Непрерывный поток снижает вибрации и улучшает стабильность системы.
Переменные нагрузки при приоритете OPEX — при наличии VSD винтовые хорошо держат КПД вне номинала; регулируемый Vi дополнительно подстраивает внутреннюю степень сжатия под сезон/условия.
Объекты с жёсткими требованиями к шуму/vibration (офисные ТРЦ-чиллеры, цеха с людьми).

Когда лучше поршневой компрессор

Ситуации, где требуется мощное охлаждение и работа с высокой нагрузкой, в т.ч. CO₂-транскритика и глубокий холод — широкие линейки поршневых для этих задач.
Небольшие и средние мощности с периодической нагрузкой: ступени разгрузки + модульные пакеты дают хорошую экономику без высокого CAPEX.
Ограниченный бюджет CAPEX при приоритете простоты и ремонтопригодности на месте. (Подтверждайте локальную доступность ЗИП/сервиса конкретного бренда.)

Практический чек-лист выбора (для закупщика)

Ваши рабочие точки (давления/температуры/хладагент) и профиль нагрузки по часам/сезонам.
Наличие/целесообразность VSD (и для какого типа): у обоих типов доступно, но экономический эффект зависит от профиля.
Для винтовых — есть ли регулируемый Vi, и в каком диапазоне он работает.
Для поршневых — какие ступени разгрузки и логика работы пакета (3–5 машин).
Реальные COP/EER в ваших точках (а не «на номинале»), расчёт годовой энергии.
Сервис и ЗИП: интервалы ТО, перечень расходников, сроки поставки, SLA.
Вибрации/шум и требования к помещению, фундаментам, крепежу труб.
Интеграция с BMS/SCADA и удалённый мониторинг (алгоритмы анти-повторных пусков, защита от перегрева, контроль масла).
Риски и резервирование: пакет поршневых vs один крупный винтовой + «бэкап».
Юридика и экология: соответствие нормам по хладагентам и энергопотреблению.

TCO «на салфетке»: как сравнивать честно

Формула:

TCO(3–5 лет) = CAPEX + (Энергия × тариф) + Сервис/масло/фильтры + Потери от простоев.

Пример для склада 0…+5 °C (условный):

Кандидат A — поршневые (пакет 3×), CAPEX = 100.
Кандидат B — винтовой с VSD, CAPEX = 120.
Годовая энергия при вашем профиле: A = 95, B = 85 (за счёт VSD и оптимального Vi).
Сервис в год: A = 6 (чаще, но дёшевле), B = 4 (реже, но дороже позиции).
За 4 года: TCO_A = 100 + 95×4 + 6×4 = 484, TCO_B = 120 + 85×4 + 4×4 = 476.
Даже при более высоком CAPEX винтовой с VSD окупается на частичной нагрузке. (Ваши цифры будут отличаться — просите энергопаспорта и модель нагрузки у поставщика.)

Важная ремарка: VSD доступен и для поршневых пакетов, поэтому честное сравнение всегда строится на конкретных алгоритмах управления и реальных рабочих точках, а не на типе компрессора как таковом.

Где какой компрессор действительно выгоднее

В реальных проектах победителя определяет не «тип по каталогу», а сочетание ваших рабочих точек, профиля нагрузки и требований к эксплуатации. На круглосуточных складах с температурой около нуля картина обычно простая: нагрузка «дышит» в течение суток и сезонов, а значит, винтовой компрессор с частотным приводом чувствует себя как дома. Непрерывный поток, низкие пульсации и умение точно подстраиваться под текущий спрос на холод делают такую машину предсказуемой по расходу энергии и спокойной для трубной обвязки.

В пищевой переработке нередко лучше работает гибридный подход: базовую полку держит винтовой, а пиковые выбросы закрывают поршневые в составе модульного пакета. Это компромисс между эффективностью в «обычном дне» и экономной реакцией на внезапные пики, когда включать сверхмощный винтовой на несколько часов просто невыгодно.

В супермаркетах и распределительных центрах всё зависит от архитектуры. Для CO₂-систем с высокими давлениями и частыми режимными переключениями чаще выбирают поршневые решения; для чиллеров с HFO/HFC, особенно в ТРЦ и офисных центрах, выигрывает винтовой компрессор — он тише, мягче по вибрациям и лучше переносит долгую работу на частичной нагрузке. В фарме и «чистых» производствах решающими становятся требования к маслу и мониторингу: здесь либо безмасляные решения, либо усиленное маслоотделение и грамотная автоматика; тип компрессора подбирают уже после того, как согласованы протоколы качества. Для ледовых арен и глубоких низкотемпературных камер чаще остаются в поле поршневых и двухступенчатых схем: высокая степень сжатия и работа на границе карт требуют их привычной «жёсткости».

Общая мысль проста: нет универсального победителя. Есть ваша кривая нагрузки, среда, хладагент и цена простоя. Под них и нужно «подгонять» тип, регулирование и компоновку.

Типовые ошибки и чем они оборачиваются

Самая частая ошибка — сравнивать «сухие» паспортные данные вместо своих реальных режимов. Коммерческое предложение, посчитанное на одном номинале, хорошо смотрится на бумаге, но на частичной нагрузке внезапно «проедает» бюджет. Рядом идёт недооценка регулирования: винтовой без частотника или поршневой без продуманной разгрузки и логики работы пакета будет прилично терять КПД вне точки расчёта.

Ещё один тихий убийца бюджета — виброакустика. Винтовой действительно тише и мягче по пульсациям, но если сэкономить на опорах и крепеже труб, проблемы появятся и у него: микротрещины, течи, внеплановые остановки. Следом — масло. Для маслозаполненных винтовых качество и температура масла критичны: просроченные фильтры, деградация масла и перегрев быстро «съедают» эффективность и ресурс.

Автоматизация — не формальность. Без корректных защит от частых пусков, без продуманной антифриз-логики и мониторинга по давлению/температуре любая, даже самая удачная машина, будет чаще «спотыкаться». И наконец, компоновка мощности. Один крупный агрегат без резервирования прекрасен, пока не встанет. Пакет из трёх–четырёх машин живёт иначе: проще лавировать между режимами и переживать сервис без простоя, но появляется больше точек внимания.

Как понять, что вы идёте правильным путём? У вас есть расчёт энергии не «в среднем по рынку», а по вашей кривой нагрузки; понятно, как именно регулируется производительность (частота, ступени, Vi), и есть карта ТО с ценами и сроками на ближайшие годы. Если чего-то из этого нет — решение пока сырое.

То, что чаще всего спрашивают — коротко и по сути

Часто звучит вопрос про частотный привод: можно ли ставить его на поршневой компрессор. Можно — и на практике так и делают, особенно когда речь про модульные пакеты. Важен не факт установки частотника сам по себе, а грамотные диапазоны частоты, смазка и алгоритмы, которые не допускают «дробления» на частые пуски и остановки.

Другой вопрос — почему винтовой тише. Ответ в непрерывном характере сжатия: нет «ударов» хода, меньше пульсаций, ниже вибрации на трубопроводах. Но итоговый шум всё равно определяется кожухами, помещением, вентиляцией и виброопорами — проект решает не меньше, чем железо.

Про CO₂ обычно спрашивают, «какой тип лучше». Часто выигрывают поршневые, особенно в транскритике; для классических чиллеров на HFO/HFC в бизнес- и торговых центрах чаще выбирают винтовые. Если встретите в спецификациях незнакомые аббревиатуры: COP/EER — это фактически ваш «холод на 1 кВт·ч», VFD/VSD — частотное регулирование, а Vi у винтовых — «встроенная» степень сжатия, которую некоторые модели умеют подстраивать под сезон и реальные давления в контуре. Эти три маркера почти всегда объясняют, откуда берётся экономия или её отсутствие.

Про резервирование стоит мыслить через цену простоя. Для критичных производств разумная база — N+1. Каким способом её достигать — одним винтовым плюс «бэкап» или пакетом поршневых — зависит от доступности сервиса, места и бюджета на CAPEX.

Финальный ориентир и что делать дальше

Вопрос «винтовой или поршневой — что лучше» замените более точной формулировкой: какая конфигурация даст наименьший TCO при приемлемой надёжности именно для ваших режимов и рисков. Если вы работаете почти круглый год и большую часть времени на частичной нагрузке, винтовой компрессор с частотным приводом (а ещё лучше — с регулируемым Vi) в большинстве случаев отобьёт повышенный CAPEX за счёт электроэнергии и стабильности работы. Если же холод «рывковый», температуры ниже обычных, а бюджет закупки ограничен, модульный пакет поршневых с продуманной разгрузкой и, при необходимости, с VFD даст более честную экономику и гибкость в сервисе.

Чтобы решение было не «на глаз», договоритесь с поставщиками о трёх простых документах: паспорт рабочих точек (минимум/номинал/максимум и хладагент), энергопаспорт по вашей кривой нагрузки (годовые кВт·ч и стоимость), и карта обслуживания на 3–5 лет с ценами и сроками. Эти три файла превращают спор «какой тип лучше» в понятный расчёт «что выгоднее именно вам». Если нужно, я упакую это в удобный шаблон сравнения: вы подставите цифры из офферов — и сразу увидите, какой вариант действительно окупается.

Винтовой или поршневой компрессор: что лучше для промышленного холода и климатических систем