螺杆机和涡旋机哪个好用？供气量、噪声、能耗与选型对比

工厂需要较大的压缩空气流量，多台设备长期同时用气，通常优先考虑螺杆式空压机。对于流量较小、供气点分散，又比较重视噪声和安装空间的场合，无油涡旋式空压机也值得考虑。

两种设备都是容积式空气压缩机。螺杆机的压缩主机规格选择范围较宽，涡旋机则可以采用单机头或多机头组合，满足不同规模的供气需求。

实际选型应先确定工作压力和容积流量（FAD），再比较空气品质、负荷变化、运行噪声和使用成本。

对于工艺要求无油压缩空气的项目，水润滑无油螺杆与无油涡旋都可以纳入候选范围。

螺杆机与涡旋机的压缩原理

螺杆式空压机通过压缩工作腔的容积变化提高空气压力，常见结构包括喷油双螺杆、干式无油双螺杆和水润滑无油单螺杆。

喷油双螺杆利用两个相互配合的螺旋转子完成压缩，润滑油进入压缩腔，参与润滑、密封和冷却。

干式无油双螺杆通常采用同步齿轮保持两个转子的相对位置，使转子按照规定间隙运行，压缩腔内不喷入润滑油或润滑水。

水润滑无油单螺杆则采用主螺杆与门转子（星轮）配合的结构。主螺杆旋转时，门转子齿部与主螺杆齿槽及机壳形成压缩工作腔，水参与相关部位的润滑、内部密封和冷却。

涡旋机的核心部件是固定涡旋盘和动涡旋盘。

动涡旋盘在偏心驱动机构作用下作公转运动，两组涡旋型线之间形成的气腔逐渐向中心移动。气腔容积减小，空气压力随之升高，最后由中心排气口排出。

无油涡旋机的压缩腔内不喷入润滑油，但轴承、驱动机构仍有相应的润滑与维护要求。

供气能力与工作压力

比较螺杆机和涡旋机的供气能力，要先确认额定工作压力。

同一台空气压缩机，在不同排气压力下的容积流量可能不同。因此，设备选型应核对目标压力下的FAD，而不是直接比较不同压力规格的流量数字。

格兰克林GW系列水润滑无油螺杆机提供不同功率和供气能力。以下为1.0 MPa压力规格下的部分参数：

型号	电机额定功率	FAD
GW11A/W	11 kW	1.32 m³/min
GW15A/W	15 kW	2.12 m³/min
GW22A/W	22 kW	3.15 m³/min
GW30A/W	30 kW	4.20 m³/min

这些属于GW定速系列。

GWV是变频系列。其中，GW22VA/W在1.0 MPa压力规格下，FAD范围为0.97～3.15 m³/min。

定速与变频机型的最大FAD可以相同，但变频机组能够在规定范围内调整主机转速和供气量。

涡旋机的容量配置方式有所不同。

单个涡旋压缩机头可以用于独立供气，多机头组合则通过增加压缩模块扩大整机容量。

涡旋结构也不局限于小流量。

国内一项无油双涡圈空气压缩机的科研试验中，样机额定转速为3,000 r/min，在论文所述0.8 MPa排气压力条件下，测得容积流量为4.10 m³/min。

该结果反映了特定双涡圈研究样机的工作能力。由于其压力口径、结构设计和测试边界未与商品机组统一，4.10 m³/min不能直接与上表的1.0 MPa产品FAD进行性能排名，也不代表普通单涡旋机头都能达到这一流量。

实际采购时，如果较小流量的涡旋机组已经能够满足持续供气需求，可以继续比较其安装和运行条件。

对于流量达到几立方米每分钟、且多台生产设备共用管网的系统，工业螺杆机通常更方便进行主机容量和备用能力配置。

连续运行与负荷调节

工厂的压缩空气需求会随生产状态改变。

有些设备长期连续用气，有些只在气缸动作、阀门切换或特定工序中短时间用气。

螺杆机可以采用加载卸载、变频调节或多机联控等方式控制供气。

变频螺杆机能够在允许的转速范围内调整FAD，但最低流量附近的运行方式，以及各负荷点的输入功率，仍需按具体机型核对。

涡旋机组常采用启停和多模块分级控制。

用气量增加时投入更多机头，需求减少时退出部分模块。合理配置储气罐和控制压力带，可以缓解负荷波动，减少不必要的频繁启停。

单个涡旋机头是否适合连续运行，应按照具体型号的允许工作制确定。多机头系统还需要核对模块轮换、启停限制和故障后的剩余供气能力。

对于全天运行的生产系统，不能只比较压缩主机，还要检查储气、控制、供电及备用机组的配置。

尤其是不能中断供气的工艺，备用能力应在选型阶段确定。

噪声与安装条件

无油涡旋机可以采用紧凑型结构，在小流量、低噪声的独立供气应用中具有一定优势。

螺杆机同样可以通过隔声罩、减振和冷却风道设计降低整机噪声。

但噪声不能仅凭压缩机构判断。

例如，格兰克林GW22A/W公开参数列出的噪声值为65 dB。国内无油双涡圈科研样机在额定转速下测得的机体噪声为83.9 dB。

这两个数值具有完全不同的测试背景：前者是产品参数，后者是科研样机的机体噪声测量结果。现有公开信息不足以确认两者具有一致的测量距离、计权方式和整机运行条件。

因此，不能以65 dB和83.9 dB直接推断螺杆机比涡旋机安静，也不能用某一款低噪声涡旋机代表整个涡旋类别。

安装在生产车间或靠近人员工作的位置时，应要求供方提供相同工况下的整机噪声测试数据。

噪声之外，还需要检查通风散热、设备基础、检修空间和冷却系统布置。

无油压缩与空气品质

水润滑无油螺杆和无油涡旋都不采用向压缩腔喷入润滑油的方式完成空气压缩。

对于压缩空气直接接触产品、原材料，或者对油污染有严格限制的工艺，可以将这两种技术纳入选型范围。

不过，压缩过程不喷入润滑油，并不意味着供气系统能够自动消除所有污染物。

进入压缩机的空气可能含有颗粒、水分及其他污染物，压缩空气在后处理和输送过程中也需要保持规定的品质。

GB/T 13277.1-2023《压缩空气 第1部分：污染物净化等级》按照固体颗粒、水和油分别规定净化等级。

其中，0级属于比1级要求更严格的等级，需要明确对应污染物的具体限值，并不表示压缩空气绝对没有污染物。

工艺要求明确后，再确定过滤、干燥及其他空气处理设备，必要时对实际用气点的空气品质进行检测。

普通气动动力用气如果允许采用喷油压缩，而且相应后处理能够满足工艺要求，也可以考虑喷油螺杆方案。

机组比功率与能效标准

比较两台空气压缩机的能耗，需要采用相同或可比的工作压力、FAD和测试边界。

机组比功率是重要的性能指标。

机组比功率 = 机组功率 ÷ 机组容积流量

如果机组功率采用kW，FAD采用m³/min，比功率的单位为kW/(m³/min)。

在规定工况和可比测量条件下，比功率越低，表示获得单位容积流量所需要的机组功率越少。

例如，假设一台机组在规定条件下，测得机组功率为9.00 kW，容积流量为1.50 m³/min。

按照上述定义计算：

9.00 ÷ 1.50 = 6.00 kW/(m³/min)

这组数字用于说明计算方法，不属于某台实际设备的检测数据。正式性能验收还应采用相应标准规定的测量和结果处理方法。

电机额定功率也不能直接替代机组功率。

例如，格兰克林GW22A/W的电机额定功率为22 kW，在1.0 MPa压力规格下的FAD为3.15 m³/min。由于22 kW并非该工况下已确认的机组实测输入功率，因此不能直接由这两个参数得出该型号经过性能验证的机组比功率。

相关性能验收可以采用GB/T 3853-2017《容积式压缩机 验收试验》的适用方法。

对于能效等级，还要注意标准的适用范围。

现行GB 19153-2019《容积式空气压缩机能效限定值及能效等级》覆盖规定范围内的喷油回转、变转速喷油回转及有关往复活塞空气压缩机。

水润滑无油螺杆和无油涡旋不属于该版本相应的能效分级覆盖范围，不能直接采用喷油回转机组的等级表进行认定。

GB 19153已有修订计划，编号为20251029-Q-469。公开征求意见的修订内容拟扩大产品覆盖范围，涉及干式无油回转和水润滑无油回转等类别。

截至2026年10月，修订版本尚未正式取代GB 19153-2019。涉及设备采购、节能审查或能效标识时，应按照实际执行的正式标准版本确认要求。

年用电量与维护成本

当螺杆机和涡旋机都能满足相同的供气要求时，可以进一步核算全年运行费用。

年用电量 = 年平均实际输入功率 × 年运行小时数

年电费 = 年用电量 × 实际综合电价

假设两套供气系统在相同负荷条件下，年平均输入功率相差1 kW，每年运行3,000小时。

全年用电量相差3,000 kWh。

按示例电价0.80元/kWh计算，对应的年电费差为2,400元。

这个计算只反映平均功率差对电费的影响，不代表某种压缩机构已经被测得具有这一节能优势。

负荷变化较大时，还要按照不同运行状态的实际功率和时间计算加权平均值。

变频螺杆机应核对各负荷点功率；多模块涡旋机则需要核对不同机头组合下的整机功率。

GB/T 16665-2025《空气压缩机组及供气系统节能监测》已经实施，适用于其规定范围内的电动机驱动机组及供气压力0.2～1.6 MPa的有关供气系统和空气站节能监测。

长期使用成本除了电费，还包括耗材、维修、冷却、后处理以及备用设备。

不同结构的维护重点如下：

设备类型	主要维护项目
喷油双螺杆	润滑油、油过滤器、油气分离器、轴承及冷却系统
水润滑无油单螺杆	润滑水、过滤与冷却、主螺杆和门转子啮合状态及轴系
无油涡旋	涡旋机构、驱动装置、轴承、进气过滤及散热系统
多机头涡旋组合	各模块运行时间、启停控制、轮换及检修安排

部分无油涡旋机采用端部密封条，应按照实际结构检查磨损和更换条件。

水润滑无油单螺杆则需要维持规定的水质、循环和冷却条件，并按照机型要求检查有关啮合部件。

多机头系统可以通过模块安排进行检修，但机头、驱动和控制部件的总数量也会影响维护费用。

螺杆机和涡旋机的选型方法

选型前，应先明确长期工作压力、正常用气量、峰值流量及持续时间。

对于已有工厂，可以结合管网流量记录和用气设备运行情况统计实际需求。

新建项目则需要根据各用气设备的额定耗气量、同时运行情况、管网泄漏及未来扩展需求估算供气规模。

持续供气需求可以按以下方法初步计算：

总需求FAD = 同时运行设备的用气量之和 + 已评估的系统泄漏量 + 确定同时发生的新增用气量

假设两组设备同时运行，分别需要0.70 m³/min和0.50 m³/min，系统泄漏量为0.10 m³/min，另有同时运行的新增设备需要0.20 m³/min。

计算得到：

0.70 + 0.50 + 0.10 + 0.20 = 1.50 m³/min

这是一组计算示例，不是实际工厂运行记录。

候选空压机应在目标压力下满足持续供气需求。短时峰值还需结合储气罐容积、允许压力波动和持续时间核算。

设备容量确定后，可以按下表进一步筛选：

用气条件	优先考虑的方案	重点核查
小流量、独立用气点	无油涡旋或小型螺杆机	FAD、压力、噪声和空间
较大流量、集中供气	工业螺杆机	长期负荷、机组容量及备用能力
负荷变化明显	变频螺杆或多模块涡旋	调节范围、部分负荷功率
工艺要求无油压缩	无油螺杆或无油涡旋	空气品质、后处理与维护
需要不间断供气	满足工作制的机组或组合系统	储气、启停限制和备用能力
重视长期运行费用	比较完整供气系统	实际电耗、维护及辅助设备成本

较大流量、长期集中供气的工厂，通常可以先评估螺杆式空压机。

对于独立用气点，如果流量较小、空间受限且对噪声有要求，无油涡旋可以优先进入候选范围。

在两种方案均能满足工作压力、FAD和空气品质要求时，最终选择应依据实际负荷下的机组功率、运行工作制及维护成本确定。

技术参考

1. 上海格兰克林集团，《GW系列智慧型水润滑无油螺杆机》：https://www.granklingroup.com/cp/1.html

2. 上海格兰克林集团，《GWV系列智能变频水润滑无油螺杆机》：https://www.granklingroup.com/cp/2.html

3. 孙健、彭斌、朱兵国，《无油双涡圈空气涡旋压缩机的数值模拟及试验研究》，《上海交通大学学报》，2022，56(5)：611—621。

4. GB/T 3853-2017《容积式压缩机 验收试验》，2018年5月1日实施。

5. GB 19153-2019《容积式空气压缩机能效限定值及能效等级》，2020年7月1日实施；修订计划20251029-Q-469。

6. GB/T 13277.1-2023《压缩空气 第1部分：污染物净化等级》，2023年12月1日实施。

7. GB/T 16665-2025《空气压缩机组及供气系统节能监测》，2026年5月1日实施。