Что такое компрессор? Компрессор активно используется в автосервисах для выполнения ряда задач: покраски автомобилей, обеспечения работы пневматического оборудования (гайковерта, пневматической трещотки и т. д.).
На что обратить внимание? Частота вращения вала компрессора, работающего с любым двигателем, напрямую связана с его производительностью. Но если есть возможность регулировать ее, это приводит к повышению КПД, увеличению срока эксплуатации оборудования и возможности выполнять работы, требующие от оборудования разного уровня мощности.
В этой статье:
Особенности компрессоров
Поршневые компрессоры находят применение повсеместно, их популярность вызвана рядом преимуществ:
- доступная цена;
- простота эксплуатации;
- оптимальные свойства и характеристики;
- легкое обслуживание.
Поршневые компрессоры обеспечивают подачу сжатого воздуха, являющегося движущей силой пневматического оборудования – гайковертов, трещоток, шиномонтажных стендов и пр.
Особенности компрессоров
Также благодаря этому агрегату можно ускорить процесс покраски различных поверхностей. Для данной работы применяют винтовые компрессоры с небольшой производительностью.
Потребности в мощностях у предприятий различаются: у кого-то в день по два клиентских автомобиля, а у кого-то работа кипит и за сутки приходится обслуживать по десять машин. Для большого автосервиса, имеющего постоянную загрузку, нужны компрессоры со средней производительностью. Их мощности будет достаточно для работы всех пневмоинструментов.
Каким бы ни был набор оборудования мастерской, в пневматической сети должно быть нормальное давление и оптимальная производительность. Для уменьшения износа и увеличения времени службы оборудование необходимо покупать с запасом по давлению (+2 бара) и по производительности (+30 %).
Критерии выбора компрессора для автосервиса
При выборе компрессора для автосервиса стоит учитывать количество и параметры работы для пневмоинструментов. Минимальную потребность автосервиса может удовлетворить оборудование с подачей 0,15-0,2 м3 в минуту. Для шиномонтажных работ лучше использовать компрессор с подачей 0,3-0,4 м3 в минуту с вместимостью ресивера 50-100 литров. Для малярной мастерской с одним окрасочным пистолетом нужен агрегат с подачей 600 литров в минуту, с давлением от 0,6 мегапаскаля и более. Подобного компрессора достаточно для станции технического обслуживания с 3-4 рабочими постами, оснащенными пневмооборудованием.
Критерии выбора компрессора для автосервиса
Для больших автосервисных предприятий с крупной пневматической системой с несколькими десятками потребителей требуется компрессор, способный обеспечить подачу сжатого воздуха от 1,0 до 1,5 кубометра в минуту.
Источником сжатого воздуха для техники являются разные типы компрессоров, например поршневые, мембранные, винтовые. Для автосервиса применяют поршневые устройства, потому что они недорогие, имеют маленький размер, легки в обслуживании, обладают оптимальным набором параметров, которых достаточно для работ по ремонту автомобилей.
Важные характеристики компрессора, на которые обращает внимание покупатель: максимальное давление Рmах и объемная подача Q.
Для ремонта машин используют компрессоры с давлением, превышающим потребности классического пневматического инструмента и оборудования. Однако нужно понимать, что в паспорте пишут максимальное давление агрегата. Но в реальных условиях его не будет, потому что компрессор периодически отключается, и его настоящее давление ниже максимального примерно на 0,2 мегапаскаля. Это нужно учитывать при покупке оборудования и обустройстве пневмомагистрали.
Покупая конкретный компрессор, помимо основных его параметров, необходимо обращать внимание на ресурс. Прежде всего, способность долго и бесперебойно работать определяется степенью нагрева компрессорной головки при эксплуатации оборудования. С ней связана и частота вращения коленчатого вала. Из двух компрессоров с равной производительностью большим ресурсом обладает тот, у которого частота вращениякомпрессорной группы будет меньше.
Существует 4 класса компрессоров, разделение по которым осуществляется на основе возможностей и ресурса оборудования:
- бытовые установки;
- полупрофессиональные масляные компрессоры с прямой передачей (коаксиальные компрессоры);
- профессиональные поршневые компрессоры с ременным приводом;
- промышленные поршневые компрессоры с ременным приводом.
Если говорить о конструкции компрессора, то его основными частями являются компрессорная головка, электропривод, ресивер и прессостат, который предназначен для регулирования давления в автоматическом режиме. Прессостат настроен таким образом, чтобы на ресивере обеспечивалось давление на 0,2 мегапаскаля ниже максимального показателя.
Частота компрессора
Задача компрессора – обеспечить поток сжатого воздуха, соответствующий по мощности потребности подключенного оборудования. В реальных условиях компрессор работает с переменной скоростью, то есть изменяется скорость вращения двигателя (вала компрессорного блока). Эта функция обеспечивается частотным преобразователем.
Однако такой блок есть не у всех компрессоров. Более простое оборудование имеет дискретную систему регулировки производительности. Поэтому в таких установках предусмотрено две постоянные скорости: максимальная в режиме «нагрузка», минимальная в режиме «холостой ход». Соответственно, давление в первом режиме наибольшее, а во втором наименьшее.
Частота компрессора
Наличие частотного преобразователя компрессора способствует экономии электроэнергии. Только для этого нужно при покупке оборудования правильно подобрать его параметры. Степень загрузки агрегата на протяжении рабочего дня в основном должна быть не выше 80 % от максимальной. Причем отключать его не следует вовсе. Тогда реально сэкономить за год несколько десятков тысяч рублей на оплате за электроэнергию.
Однако компрессор с регулируемой скоростью, работающий со 100%-й нагрузкой, потребляет на 5-10 процентов больше энергии, чем аналогичный по мощности, но с фиксированной скоростью. Объясняется это необходимостью питать частотный преобразователь. Для получения экономии данный вид компрессора нужно нагружать на 50-80 %.
Чтобы подстроить производительность, изменяют частоту вращения вала компрессора, но только в таком оборудовании, где это можно сделать. В газомоторных агрегатах есть функция автоматической регулировки, но диапазон очень небольшой. Если компрессор оснащен трехфазным электрическим двигателем, имеющим переменное число полюсов, то можно регулировать скорость ступенчато. Такой вид двигателя обладает большими размерами и высокой стоимостью. В случае асинхронных электрических двигателей с фазовым ротором доступна возможность плавного регулирования производительности, для этого применяется вентильный каскад.
При повышении частоты вращения вала компрессора теплообмен с окружающей средой замедляется. Фактически условия, при которых осуществляется сжатие и расширение воздуха, приближаются к адиабатическому процессу.
По мере возрастания частоты вращения вала компрессора увеличиваются и расход, и давление воздуха. Чтобы обеспечить стабильность температуры, нужно повысить подачу топлива в камеру сгорания. От температуры зависит давление воздуха. Мощность силовой турбины возрастает до новой нагрузки за время, нужное для разворота ее компрессорной группы.
Регулируя производительность за счет изменения частоты вращения вала компрессора, можно получить определенные преимущества:
- Одновременно с уменьшением частоты вращения вала падает давление в узлах и коммуникациях компрессора, следовательно, снижаются потери газа при его движении. Все это в итоге приводит к повышению коэффициента полезного действия агрегата;
- Влияние сил трения, возникающих во внутренних коммуникациях компрессора, напрямую зависит от частоты вращения вала, соответственно, и затраты мощности на преодоление трения также изменяются прямо пропорционально;
- Отсутствует необходимость в дополнительных сложных устройствах, поскольку в конструкции двигателя уже имеется механизм для изменения частоты вращения вала.
Но надо иметь в виду, что с понижением частоты вращения вала эффективность работы двигателя будет падать быстрее, чем станет расти КПД у компрессора.
Характеристики вала – частота вращения и конструкция – напрямую влияют на объем цилиндров компрессора. Также взаимосвязаны параметры последнего (условия передачи, частота вращения вала, конструкция) и свойства электродвигателя (в частности, частота вращения).
Формула для расчета производительности компрессора показывает зависимость между подачей сжатого воздуха и частотой вращения вала. Следовательно, существуют агрегаты, в которых эта связь реализована технически путем наличия регулирующего механизма – передачи между двигателем и компрессором. Изменять частоту вращения вала можно плавно или ступенчато, это определяется типом электропривода, которым оснащен компрессор.
В завершение стоит сказать, что компрессор с функцией регулировки частоты вращения вала способен экономить энергию, однако надо понимать, почему и как это происходит, чтобы на самом деле тратить меньше.
Функция экономии эксплуатируется продавцами и рекламщиками, которые сами не понимают сути процесса. Не факт, что вы сможете реализовать такую опцию, поскольку, например, режимы вашей работы этого не позволяют. Также надо учитывать, что европейский производитель вовсю рекламирует экономичность своего регулируемого компрессора, который стоит в полтора раза дороже обычного, но при этом эксплуатировать его вы будете в наших условиях, где цена электроэнергии во много раз меньше. Поэтому вопрос – оправданна ли такая экономия? Кроме того, надо отдельно разбираться с надежностью этого решения.
