Какой мощности нужен компрессор? На выбор влияет цель, для которой приобретается оборудование – для покраски машин, шиномонтажа или автосервиса. Также рекомендуется разобраться, какая мощность интересует – полезная или привода.
Как выбрать? Кроме этого, оборудование подбирается исходя из двух связанных параметров – давления и производительности. Требуемые значения определяются типом и количеством подключаемых к компрессору инструментов.
В этой статье:
Принцип работы компрессора
Прототип современного компрессора был изобретен еще 300 лет назад немецким физиком Отто фон Герике. Это был первый агрегат в мире, который сжимал воздух при физическом воздействии на него.
Паровой двигатель заменил необходимость использования человеческой силы в начале 1900 годов. В современном мире в ходу бензиновые, дизельные, электрические аппараты.
Нагнетатель – это насос, который начинает работать благодаря двигателю внутреннего сгорания или электродвигателю. Различают несколько видов нагнетателей, и выбор зависит от того, какую функцию он должен выполнять, какой мощности нужен компрессор. Так, для пескоструя она требуется больше, чем для подкачки шины в гараже.
Воздух под давлением хранится в специальной емкости, которая называется ресивер. Именно отсюда он подается потребителю. Нагнетатель регулирует давление в ресивере, включаясь, когда оно падает. Это важно для того, чтобы сжатый воздух был подан без скачков давления, плавно. К примеру, при покраске пульверизатором такая функция является необходимым условием в целях качественного окрашивания.
Сферы использования оборудования
Компрессоры в наше время применяются практически во всех отраслях промышленности. Каким бы ни был объем производства, это не влияет на важность использования данного оборудования. Различия лишь в мощности компрессоров и их производительности. А вот от выбранного оборудования, к которому будет присоединяться агрегат, как раз и зависит какой мощности нужен компрессор. К примеру, для гайковерта хватит 10 бар, а для промышленного использования – от 100 бар.
Сферы использования оборудования
Главная функция компрессорного оборудования – создание сжатого воздуха. Он нужен как движущая сила и для прочих производственных нужд.
Далее сжатый воздух используется как энергия для работы другого оборудования. Как правило, компрессоры применяют в промышленной отрасли. В данной сфере существуют собственные важные условия, которым должен соответствовать аппарат: хорошая производительность, чтобы быть полезным в различных производственных процессах; большой ресурс работы; стабильное давление сжатого воздуха.
В строительстве тоже распространено использование воздушных компрессоров в пневмоинструментах (отбойных молотках, пескоструйных аппаратах, краскопультах и прочих). Сжатый воздух компрессора как раз и приводит в действие эти агрегаты. Так как деятельность чаще всего выездная, компрессор должен быть передвижным. Строители перевозят их на шасси с колесами.
В автомобильном бизнесе также не обойтись без компрессора. Их покупают для автосервисов, шиномонтажных работ и покрасочных станций.
Сферы использования оборудования
Воздушный компрессор производит сжатый воздух, который, как электростанция, запускает работу инструментов (шлифовальной машинки, шиномонтажного станка, продувочного пистолета).
Общепринятая классификация компрессоров
При выборе оборудования для сжатия воздуха необходимо учитывать какой нужен компрессор в данной сфере работы, например для пневмоинструмента или работы станков, функции, которые он выполняет. По ним аппараты и классифицирую.
Сферы работы, для которых предназначен компрессор, можно разделить на две большие группы:
- В промышленности;
- Для бытовых нужд.
Аппараты различаются по конструкции:
- Поршневой;
- Мембранный;
- Жидкостно-кольцевой;
- Винтовой;
- Роторно-пластинчатый;
- Шестеренчатый.
По наличию смазывающей жидкости компрессоры бывают:
- заполненные маслом;
- используемые без масла.
Комплектация также зависит от того, как его планируют применять:
- На одной территории (стационарный);
- Вывозить для работ на другой объект (передвижной).
По типу привода оборудование бывает:
- с прямым приводом;
- с ременным приводом.
Тип двигателя:
- ДВС;
- электрический.
Существуют и другие функции, по которым классифицируются компрессоры. Это и наличие ресивера, и дополнительное оборудование, и разделение по мощности и производительности.
Общепринятая классификация компрессоров
Однако главное, на что обращают внимание при покупке компрессора, это его мощность.
Расчет мощности компрессора
Важными показателями, характеризующими компрессор, являются производительность, то, какое максимальное давление он может поддержать, а также мощность. Какой мощности нужен компрессор для конкретного устройства, мы рассмотрим далее.
Показатель максимального давления отражает то, какое максимальное давление сжатого воздуха может обеспечить этот конкретный аппарат. Компрессоры обладают погрешностью в несколько баров больше или меньше указанной цифры, и это нормально.
Однако значение мощности аппарата не так просто однозначно выяснить, потому что при определении данного показателя используются две цифры – мощность самого привода и полезная мощность. Надо понимать, что эти параметры разные, несмотря на то что названия похожи. И то, какой мощности нужен компрессор, например, для шиномонтажа, для вашего конкретного оборудования, зависит от этих двух показателей.
Определение мощности гласит, что это величина совершаемой за период времени работы к длительности этого периода. Применительно к компрессору это будет произведение производительности по газу на работу по его сжатию. По формуле можно рассчитать мощность, которую принято называть теоретической.
где:
- Nт – теоретическая мощность, кВт;
- Q – производительность, м3 /мин;
- ρ – плотность газа, кг/м3 ;
- A – теоретическая работа сжатия газа, дж/кг.
Тем не менее такая теоретическая цифра не совпадает с той, которая необходима при работе. Та мощность, которую надо подать на компрессор для его работы, и мощность двигателя, подключаемого к нему, различаются.
Расчет мощности компрессора
Это объясняется явлением потери мощности. В цифрах это можно проследить при подсчете КПД.
Все зависит от типа компрессора. Сам процесс сжатия характеризуется собственным коэффициентом полезного действия, но при передаче некоторая часть подводимой мощности теряется. Поэтому ту мощность, которую важно подать на входной вал компрессора, называют эффективной мощностью (или мощностью на валу), которая с теоретической мощностью связана формулой:
где:
- Nэ – эффективная мощность, кВт;
- ηм – механический КПД компрессора;
- ηпр – КПД процесса сжатия газа.
Если использовать компрессор, в котором есть двигатель и передача, тогда потери мощности будут еще больше. Они характеризуются показателями КПД ηд и ηпер. В данном случае к двигателю необходимо подвести мощность Nд, вычисляемую по формуле:
где:
- Nд – мощность двигателя компрессорной установки, кВт;
- ηд – КПД двигателя;
- ηпер – КПД механической передачи.
Очень важно учитывать коэффициенты полезного действия всех частей компрессорной установки. Несмотря на одинаковую задачу – сжатие воздуха, нужно помнить, что один и тот же двигатель не подойдет, если используются компрессоры разного типа с разными КПД. Из-за существенных потерь мощности ее может не хватить. Так, КПД винтового устройства равен 95 %, а поршневого всего 80 %. И эта разница в пользу винтового компрессора очень существенна.
Какой мощности нужен компрессор
Лучше выбирать прибор с наибольшим показателем, ведь его потенциал для работы выше. Спектр инструментов зависит от того, какой результат требуется. В паспорте оборудования мощность чаще всего указывается в лошадиных силах или кВт. При этом они отличаются, ведь 1 л. с. = 0,735 кВт, 1 кВт = 1,36 л. с.
Чтобы выбрать, какой мощности нужен компрессор, потребуется определить максимальное давление и производительность. А это, в свою очередь, зависит от того, сколько приборов надо будет подключать к нему, а также какая необходима производительность.
Какой мощности нужен компрессор
То, какое количество воздуха аппарат выдает в минуту, называется производительностью компрессора. Чтобы подсчитать подходящее значение, нужно сложить производительность всех потребителей, которые будут задействованы в работе в одно время.
В паспорте устройства чаще всего отражен показатель всасываемого воздуха в идеальных условиях, а это 20 °C. Следует помнить, что в результате фактическая производительность может быть ниже заявленной в документах на 20-30 %, ведь существуют потери воздуха в самом компрессоре и условия эксплуатации различаются. Когда вы выбираете компрессор, закладывайте +30 % к значению, указанному на приборе.
Выбрав инструмент, мы можем понять, какое давление компрессора для него подходит. Обычно этот показатель есть в технических данных устройств и считается в атмосферах или в барах. То, с какой силой будет нагнетаться воздух в агрегат для работы, важно заранее определить. Ведь каждому оборудованию подходит свой уровень давления. Так, при накачке шин это 3 бара и менее, а мощность компрессора для краскопультанужна больше – от 3 до 6 бар. То есть параметр зависит от того, какой инструмент используется и что рекомендует его производитель в документах.
Главное знать, что для разных инструментов важно подбирать безопасное давление. В некоторых компрессорах есть встроенная функция регулирования давления.
Рассмотрим некоторые пневмоинструменты и параметры компрессора, которые ему подойдут:
| Инструмент | Давление (бар) | Производительность (л/мин) |
|---|---|---|
| Краскопульт | 3–6 | 250–400 |
| Подкачка шин | 3 | 50 |
| Шлифмашина | 6–7 | 180–450 |
| Продувочный пистолет | 4 | 150–200 |
| Пескоструйный пистолет | 8 | 250 |
| Угловой гайковерт | 6–7 | 85–250 |
| Ударный гайковерт | 6–7 | 250–450 |
| Дрель | 6–7 | 100–300 |
| Гвоздезабивной пистолет | 6–7 | 100–350 |
Не менее важные параметры выбора оборудования
Тип привода оборудования
Различают прямой и клиноременной приводы. Электродвигатель и коленвал поршневой головки связаны. Электродвигатель, а значит, и кривошип вместе с ним, вращаются со скоростью 2850 оборотов в минуту, поэтому поршневая головка очень быстро нагревается. Даже вентилятор не действует эффективно в данном случае, так как он слишком мал. Если вы выбираете, какой мощности нужен компрессор для шиномонтажа, то учитывайте, что агрегаты такого вида (с прямым приводом) могут служить, к примеру, для подкачки колес, продувки или не очень объемной покраски.
А вот в автосервисах больше предпочитают компрессоры с клиноременным приводом. Благодаря ременной передаче очень снижается количество оборотов (1000-1500). И чем меньше оборотов, тем меньше нагрев поршневой головки и сжатого воздуха на выходе из нее.
Ступени
В компрессоре с двухступенчатым сжатием воздух сжимается два раза. Сначала в цилиндре первой ступени он сжимается до определенного давления, затем охлаждается и поступает в цилиндр второй ступени, а там сжимается еще больше.
Компрессор с двухступенчатым сжатием эффективнее, но важно учитывать некоторую особенность. Для того чтобы такой компрессор выдавал ту производительность, на которую он рассчитан, двигатель также должен быть мощнее.
Рабочее напряжение и частота
Компрессоры рассчитаны на работу и в быту, и на производстве. То есть они питаются и от бытовых 220 V, и от промышленных 380 V. Компрессоры, применяемые в быту и в коммерческих целях, называют однофазными, работают при 220 V. В производстве, где используют мощное оборудование, нужен только компрессор на 380 V.
И там и там частота тока у компрессоров стандартная, 50 Гц.
Объем ресивера
Сжатый воздух подается в специальный металлический бак, который и называется ресивером. Таким образом, мы можем понять, сколько сжатого газа в литрах запасено в компрессоре. При большем объеме ресивера реже отключается компрессор. Заметим, чтобы заполнить ресивер большого объема, компрессору нужно больше времени.
Не менее важные параметры выбора оборудования
Современные агрегаты имеют ресиверы от 5 до 500 литров. Чем меньше объем, тем быстрее компрессор нагнетает воздух до максимума и расходует его. Цикл процесса в таких моделях оборудования происходит скорее.
Уровень шума
Так как компрессоры очень шумные, то в зависимости от места использования рекомендуются разные модели. Некоторые агрегаты имеют шумность в 85 дБ, а это схоже с проходящим мимо поездом. Поэтому в людных местах лучше использовать модель с шумоизоляцией (до 68 дБ).
Размеры и вес
При выборе компрессора нужно также учитывать размер и вес агрегата, так как при передвижении это имеет важное значение. Так, габариты не последний показатель, если пространство использования ограничено, как, например, СТО, строительная площадка или цех производства.
Если нужно перемещать компрессор, то выбирают небольшой агрегат от 4 до 25 кг веса. Часто у таких устройств есть ручка для переноса. Промышленные же компрессоры стационарные, громоздкие и могут весить от 25 кг.
Так какой компрессор все-таки выбрать? Это зависит от целей эксплуатации, и здесь не нужно считать, что если он больше и мощнее, значит, более качественный, дольше и эффективнее будет служить. Параметры агрегата рассчитывают на основании характеристик оборудования, к которому он будет подключен. Выбираете ли вы, какой мощности нужен компрессор для покраски автомобиля или для другого инструмента, надо добавить запас в 20-30, этого вполне достаточно – не будет излишней производительности и, другой стороны, оборудование не станет работать на износ.
