Снятие характеристики при работе компрессора

Поршневой компрессор — это устройство, предназначенное для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ.

Назначение поршневого компрессора заключается в подаче сжатого воздуха или газа под избыточным давлением, более 0,2 – 0,3 МПа.

Электрические поршневые компрессоры, воздействующие с помощью поршня на определенный замкнутый объем воздуха в цилиндре в период нагнетания, могут создавать значительную степень сжатия при относительно ограниченной подаче воздуха или газа.

Содержание статьи

Поршневой компрессор обладает высоким коэффициентом полезного действия и его применение наиболее целесообразно при давлении более 1 МПа и при малой подаче.

Компрессор поршневой центробежный конструктивно и по принципу действия похож на многоступенчатый центробежный насос. Отличие заключается в том, что рабочим телом является сжимаемый газ.

Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

Работа поршневого компрессора

Принцип работы поршневого компрессора похож на действие поршневого насоса. Отличием является то, что поршень насоса выталкивает жидкость в течение всего нагнетательного хода, а компрессор поршневой выталкивает воздух или газ лишь после того, как давление в цилиндре превысит давление в нагнетательной линии.

Принцип действия поршневого компрессора основан на совместной работе:
цилиндра;
поршня;
клапана нагнетания;
клапана всасывания;
шатуна;
коленчатого вала.

Всё начинается с того, что привод поршневого компрессора приводит в движение коленчатый вал. Работа поршневого компрессора состоит в подаче сжатого воздуха или газа под избыточным давлением и происходит это следующим образом.

При движении поршня вправо из крайнего левого положения всасывающий клапан k1 открыт и воздух всасывается в цилиндр. Давление на протяжении всего хода всасывания постоянно и равно атмосферному.

При ходе поршня из крайнего правого положения влево всасывающий клапан k1 закрывается и газ, замкнутый в левой полости цилиндра сжимается.

При достижении давления p2, равного давлению газа в нагнетательном сборнике, открывается нагнетательный клапан m1, и газ будет выталкиваться из цилиндра при постоянном давлении p2.

По окончании нагнетания, если принять полное опорожнение цилиндра от газа, начнется снова всасывание. При этом должно произойти мгновенное падение давления.

В зависимости от конструкции поршневые компрессоры бывают: простого и двойного действия.

Устройство поршневого компрессора

В устройство поршневого компрессора входят рабочий цилиндра и поршень, а также всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные обычно в крышке цилиндра.

Для сообщения поршню возвратно-поступательного движения в большинстве поршневых компрессорах имеется кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом. Компрессоры промышленные поршневые бывают одно и многоцилиндровые, с вертикальным, горизонтальным, V или W — образным и другим расположением цилиндров.

В зависимости от назначения различается конструкция поршневого компрессора одинарного действия (когда поршень имеет одну рабочую сторону) и двойного действия (когда поршень работает обеими сторонами).

По степени сжатия газа бывают модели одноступенчатого или многоступенчатого сжатия.

Схема работы поршневого компрессора заключается в следующем. При вращении коленчатого вала 1 соединённый с ним шатун 2 сообщает поршню 3 возвратные движения.

При этом в рабочем цилиндре 4 из-за, увеличения объёма, заключённого между днищем поршня и крышкой цилиндра 5, возникает разрежение и атмосферный воздух, преодолев своим давлением сопротивление пружины, удерживающей всасывающий клапан 9, открывает его и через воздухозаборник (с фильтром) 8 поступает в рабочий цилиндр поршневого компрессора.

При обратном ходе поршня воздух будет сжиматься, а затем, когда его давление станет больше давления в нагнетательном патрубке на величину, способную преодолеть сопротивление пружины, прижимающей к седлу нагнетательный клапан 7, воздух открывает последний и поступает в трубопровод 6. При сжатии газа в компрессоре его температура значительно повышается.

По расположению цилиндров подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с наклонными цилиндрами.

По способу охлаждения – с воздушным и водяным охлаждением.

По числу ступеней сжатия компрессор бывает 2, 4 и 6 поршневой. При такой конструкции все цилиндры имеют одинаковый размер и процессы всасывания и сжатия воздуха происходят в каждом из цилиндров по очереди. Каждый элемент работает в противофазе.

Двухступенчатый поршневой компрессор напротив оборудуется цилиндрами разных размеров. Первая ступень сживает воздух, затем он попадает в межступенчатый охладитель, в качестве которого выступает медная трубка.

В такой трубке сжатый воздух охлаждается и сжимается ещё больше. Потом он попадает на вторую ступень и сжимается ещё больше. Достоинством такого типа установки является большой показатель КПД при меньшем расходе энергии.

Характеристика поршневого компрессора.

В зависимости от способа монтажа, который предусматривает конкретная модель обращают внимание на следующие характеристики компрессора.

Давление нагнетания – избыточное давление, которое способен обеспечить компрессор. В зависимости от модели этот параметр может достигать значения более 300 кгс/см 2

Производительность поршневых компрессоров – количество всасываемого и сжимаемого газа или воздуха. Этот параметр зависит от диаметра поршня, длины хода поршня и скорости вращения вала.

Качество рабочего воздуха – такой показатель очень важен для оборудования используемого в промышленной отрасли, там где часто перекачиваемый воздух содержит примеси масла или других жидких сред.

Мощность поршневого компрессора относится в приводу конкретной модели и измеряется в килоВаттах. Отдельно такая характеристика считается редко, поскольку в подавляющем большинстве случаев покупателям интересна только производительность.

Шум является очень важной характеристикой, поскольку оборудование этого типа считается очень шумным. Этот параметр указывается в дБ. Для уменьшения показателя шума поршневой компрессор может оборудоваться специальным защитным кожухом.

Характеристика показывает, где будут использоваться поршневые компрессоры. В зависимости от конкретных показателей это могут быть:
на компрессорных установках для сжатия воздуха – оборудования низкого давления
поршневая компрессорная установка для сжижения газа, его разделения и транспортирования – модели среднего давления
на установках для синтеза газов – оборудование высокого давления.

В поршневых компрессорах обычно предусматривается автоматическое регулирование производительности в зависимости от расхода сжатого газа для обеспечения постоянного давления в нагнетательном трубопроводе. Существует несколько способов регулирования.

Регулирование подачи поршневого компрессора.

Наиболее простым и удобным способом регулировать поршневой компрессор по подаче, который сразу приходит на ум является изменение частоты вращения привода вала. Однако при более глубоком анализе выясняется, что такой способ применим только в том случает, если привод поршневого компрессора осуществляется от двигателя внутреннего сгорания.

При электроприводе, как одном из наиболее распространенных в настоящее время способе привода компрессоров, регулирование изменение частоты вращения оказывается неприемлемым как с конструктивных, так и с энергетических соображений.

Если приводной двигатель работает с постоянной частотой вращения, то регулирование подачи компрессора может быть осуществлено следующими способами.

1. Регулирование за счет полного или частичного принудительного открытия всасывающих клапанов. Это приводит к полному или частичному переводу поршневого компрессора на холостой ход. При полном открытии всасывающих клапанов сжатие газа в цилиндре не происходит и засасываемый газ снова выталкивается во всасывающую трубу. Если всасывающие клапаны закрываются не полностью или только на части хода поршня, то, подача газа уменьшается. В практике предпочтительнее, как из конструктивных, так и энергетических условий, применять полное открытие всасывающих клапанов на части хода поршня.

2. Регулирование за счет перепуска газа из нагнетательного трубопровода во всасывающий. Такой перепуск может быть свободным или дроссельным. При дроссельном способе регулирования происходит более плавное изменение подачи компрессора, но без уменьшения потребляемой мощности. Поэтому в практике чаще применяется более простой и более экономичный способ – свободный перепуск с помощью байпасного вентиля.

3. Регулирование за счет установки дросселя во всасывающем трубопроводе. Установка дросселя на всасывающем трубопроводе вызывает падение давления при всасывании компрессора. Значит, при неизменном давлении нагнетания степень сжатия будет увеличиваться, а объемный КПД уменьшаться. Следовательно будет уменьшаться и подача компрессора.

4. Регулирование за счет подключения дополнительного пространства. Если крышки компрессора сделать пустотелыми и разделить полости на несколько ячеек, подключаемых к вредному пространству, или каким-либо другим способом подключить к вредному пространству некоторый регулируемый объем, то общий объем вредного пространства будет переменным. В этом случае регулирование объема вредного пространства будет заключаться в подключении или отключении части или всего дополнительного вредного пространства.

Каждый из описанных выше способов регулирования подачи компрессоров разработан и может использоваться как в ручном варианте так и автоматическим способом, с помощью различных устройств. В наше время автоматические способы регулирования показывают достаточную надежность, поэтому ручное регулирование подачи компрессоров все больше уступает место автоматическому.

Типы поршневых компрессоров

По конструктивным особенностям и принципу действия встречаются различные типы поршневых компрессоров. Большим спросом пользуются центробежные модели. Применяются также ротационные компрессоры, которые конструктивно и по способу привода сходны с центробежными машинами, однако по принципу действия (вытеснение) они относятся к поршневым машинам.

Читайте также: Как поменять подшипник компрессора кондиционера шевроле авео

Если оборудование установлено на шасси то такая модель считается мобильной, если нет, то это стационарные поршневые компрессоры.

Масляный поршневой компрессор

К масляным поршневым компрессорам относится оборудование, в котором применяется смазка при работе цилиндров. К этому типу оборудования относятся воздушные, винтовые, судовые и др.

Принцип работы такого оборудования довольно прост. Цикл работы заключается в движении поршня. Одним движением поршень уходит из цилиндра и газ поступает в освободившийся объем, при возвращении поршня – газ сжимается, при этом сила давления растет. Пока совершается этот процесс всасывающий клапан закрывается и в работу включается клапан нагнетания, который выталкивает газ в магистраль.

Безмасляный поршневой компрессор

Безмасляные поршневые компрессоры используются тогда, когда необходима подача чистого воздуха или газа без риска попадания в них примесей смазочного материала.

Оборудования такого типа не требует масло для поршневых компрессоров, но это не значит, что оно работает без смазки. Конструктивно выполнено так, что масло не пересекается с воздушными потоками.

Первоначально это достигалось тем, что в корпусе компрессора делали специальные лабиринтные уплотнения. Такая конструкция не нашла широкого применения и в настоящее время безмасляные поршневые компрессоры комплектуются кольцами, выполненными из специальных композитных материалов.

Несмотря на особенности конструкции оборудование этого типа способно работать без ремонта более продолжительные периоды, чем компрессоры с использованием смазки цилиндров.

Видео:Аренда компрессора с отбойными молоткамиСкачать

Выбираем компрессор для гаража/автосервиса

Представить гараж или автосервис без использования сжатого воздуха, наверное, невозможно. Это и понятно. Весь пневмоиструмент почти в два раза превосходит своих электрических собратьев по мощности, он легче и гораздо безопаснее. Возможностей же у него не меньше: дрели, гайковерты, ножницы, зубила, молотки… А такие работы как подготовка и покраска автомобилей без сжатого воздуха вообще немыслимы.

Как же правильно выбрать источник сжатого воздуха — компрессор? Ведь изделие это дорогостоящее, которое покупается на длительный срок. И будет особенно обидно, если его выбор оказался неправильным.

Видео:Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать

С чего начать?

Из чего нужно исходить, делая выбор компрессора? Банально, но исходить нужно из потребностей. Причем, касается это не только компрессора, но и любого другого оборудования.

Ведь наверняка вам знакомы ситуации, когда покупают инструмент или оборудование, которое не справляется с решением поставленных задач, либо, наоборот, берут чересчур «хорошее» оборудование, необходимости в котором нет и в ближайшие годы не будет.

Поэтому начните с постановки задачи: для каких целей вам нужен компрессор сейчас, для каких работ он может понадобиться в дальнейшем.

Отправной точкой при выборе компрессора является требование производителей пневмоинструмента по минимально допустимым величинам параметров потребления сжатого воздуха. Поэтому перед тем, как посетить магазин компрессорного оборудования, нужно по возможности более точно подсчитать количество потребителей сжатого воздуха и определить их рабочие параметры — номинальный расход воздуха и давление.

Данные эти, как правило, указываются в документации к пневмоинструменту. Если вы не владеете этой информацией, можете узнать характеристики подобных устройств на просторах интернета или в любом магазине пневмооборудования. Если и допустите небольшую погрешность, ничего страшного — она обычно не является роковой. Также можете воспользоваться ориентировочными значениями, приведенными в таблице (ближе к концу статьи).

Понятно, что пневмоинструмент используется в работе не постоянно, а время от времени, поэтому подсчитав количество пневмоинструментов и просто сложив значения расходов, мы допустим довольно грубую ошибку. Правильнее было бы ориентироваться на некоторое усредненное значение потребности в сжатом воздухе. Рассчитывать ее мы сегодня научимся, в этом нам помогут специальные коэффициенты. Но если формулы и расчеты — это не для вас, попробуйте хотя бы просто предположить, возможна ли одновременная работа нескольких инструментов и каких, какими будут продолжительность и периодичность между их включением.

Если у вас нет желания глубоко погружаться в вопросы выбора компрессора, в принципе, этих знаний для вас должно быть достаточно. Можете смело отправляться в хороший магазин компрессорной техники, где опытные менеджеры, на основании полученных вами данных, помогут подобрать оптимальную покупку.

Если же вы любознательны и хотите подойти к вопросу приобретения компрессора более осознанно, — идем далее.

Видео:Как снять муфту компрессора кондиционера.Скачать

Гаражный компрессор. Поршневой или винтовой?

Существуют множество различных типов компрессоров, но наибольшее распространение в быту и промышленности получили только два их вида:

Поршневой

По своему устройству и принципу работы поршневой компрессор достаточно прост. Вспомним велосипедный насос: воздух всасывается в цилиндр и сжимается за счет перемещения поршня. Если упрощенно, то принцип работы поршневого компрессора тот же.

Принцип работы поршневого компрессора: воздух через впускной клапан засасывается в цилиндр, сжимается и через выпускной клапан вытесняется в магистраль

Конструктивно поршневой компрессор представляет собой агрегат, включающий:

• поршневую головку,
• электродвигатель,
• ресивер,
• устройство автоматического регулирования давления (так называемое реле давления или прессостат).

Главной особенностью поршневых компрессоров является их режим работы — повторно-кратковременный. Это значит, что компрессор не может «молотить» постоянно, время от времени ему нужна «передышка» для охлаждения, на время которой пневмомагистраль подпитывается только ресивером. Энергетически такая периодическая работа оказывается не очень выгодной, тем более, что она приводит к скачкам давления на выходе компрессора.

Но эти недостатки чаще всего «прощаются» поршневым компрессорам, поскольку они компенсируются многими достоинствами, среди которых — их невысокая стоимость, простота конструкции, неприхотливость в техническом обслуживании и ремонте.

На сегодняшний день, если речь идет об относительно небольшой производительности и непостоянном воздухопотреблении, а также эксплуатации в тяжелых климатических и производственных условиях, поршневые компрессоры гораздо предпочтительнее других технологий сжатия.

В таких случаях они служат дольше и дешевле обходятся в эксплуатации. Ведь не нужно забывать, что выбор компрессора определяется не только первоначальными затратами при покупке, но и стоимостью его обслуживания в течение дальнейшего использования.

Конечно, современные поршневые компрессоры сильно отличаются от тех старичков, которые еще из советских времен остались на некоторых предприятиях. Отличаются всем: и энергопотреблением, и техническими характеристиками, и особенностями конструкции.

Например, производитель немецких компрессоров BOGE утверждает, что их промышленные поршневые компрессоры одинаково хорошо работают как в повторно-кратковременном режиме, так и при полной постоянной нагрузке.

Но, как бы там ни было, для длительной непрерывной эксплуатации все же более выгодны (и потому более популярны) компрессоры другого типа — винтовые. В этом случае уже именно они становятся более экономичными и эффективными.

Винтовой

Винтовой компрессор — более современное и совершенное оборудование. Принцип работы этих компрессоров больше всего напоминает принцип мясорубки. Два винта (вращающихся с разной частотой и в противоположном направлении) сжимают между собой воздух и вытесняют его в линию нагнетания.

Сжатие воздуха в винтовом компрессоре осуществляется с помощью двух винтов, вращающихся совместно

В отличие от поршневого компрессора, в котором фаза сжатия периодически чередуется с фазой впуска, сжатие воздуха в винтовом компрессоре происходит непрерывно. Поэтому винтовой компрессор может работать без перерывов уже гораздо дольше (практически круглосуточно). При этом подача воздуха у него равномерная, а не импульсная, как у поршневых.

Винтовой компрессор равной производительности компактнее поршневого, на 10-12 дБ меньше шумит. Качество воздуха на выходе — выше, расходы на обслуживание — ниже.

По надежности винтовой и поршневой компрессор — небо и земля. Износ винтовой пары по сравнению с износом кривошипно-шатунного механизма в десятки раз меньше, поэтому и энергозатзатраты на выработку сжатого воздуха винтовым компрессором значительно ниже, а ресурс выше.

Ресурс «сердца» винтового компрессора — винтовой пары по неофициальным данным составляет 7-8 лет

Конструктивно винтовой компрессор сложнее поршневого. Он имеет циркуляционную систему смазки и охлаждения, снабжен автоматической системой управления, некоторые модели оборудованы встроенным осушителем рефрижераторного типа и комплектом микрофильтров. Такие модели еще называют компрессорная станция «все в одном».

Компрессорная станция «все в одном» — удовольствие не из дешевых

Обладая таким набором преимуществ, винтовые компрессоры уже давно вытеснили бы поршневые, если бы не одно но — цена. Да, за такое удовольствие нужно платить. Винтовой компрессор равной производительности дороже поршневого в 3-4, а то и в 5-6 раз.

Конечно, кого-то это не пугает. Если ваши финансовые возможности позволяют — берите винтовой компрессор. Для больших предприятий с разветвленной пневмосистемой, постоянным воздухопотреблением и многосменным режимом работы, такой компрессор — вне конкуренции.

А вот для гаражного применения все преимущества винтового компрессора могут оказаться избыточными. По условиям эксплуатации здесь вполне подойдут грамотно подобранные поршневые компрессоры. При своевременном и правильном техническом обслуживании такого компрессора хватит на многие годы.

Читайте также: Холодильник не запускается компрессор что делать

Учитывая вышеизложенное, дальше мы более подробно остановимся на вопросе выбора поршневых компрессоров, как более подходящих для небольших автосервисов и гаражных профессионалов-одиночек. А особенности выбора винтового компрессорного оборудования обсудим в следующий раз.

Видео:Устройство и принцип работы компрессора кондиционераСкачать

Выбираем поршневой компрессор

Основными параметрами, которыми необходимо руководствоваться в первую очередь, являются:

• максимальное рабочее давление компрессора (P_max);
• производительность (Q).

Давление

Взглянув в любой каталог компрессорного оборудования, мы увидим компрессоры, развивающие разное максимальное давление: 6, 8, 10, 12 и даже 16 бар. Какой лучше выбрать?

Здесь все просто. Главное правило — давление, развиваемое компрессором, должно превышать необходимое рабочее давление пневмоинструмента.

Напомним, что номинальное рабочее давление окрасочных пистолетов — 3-4 бар. Практически весь остальной автосервисный пневмоинструмент работает при давлении 6 — 6,5 бар.

То есть, для обеспечения сжатым воздухом, скажем, краскопульта (3 бар) и шлифмашинки (6 бар), нам потребуется компрессор, развивающий давление больше 6 бар. Насколько больше?

Для ответа на этот вопрос давайте вспомним, как вообще работает компрессор: после включения и нагнетания воздуха до максимального рабочего давления (P_max) он отключается, а его повторное включение происходит после того, как давление упадет до давления включения (P_min).

Реле давления (прессостат) на всех компрессорах настроено так, что обеспечивает поддержание давления в ресивере с допуском -2 бар от максимального значения. Проще говоря, чтобы гарантированно получить на выходе 6 бар, нам необходимо установить компрессор с максимальным давлением 8 бар.

Увеличить давление выше значения, указанного в характеристиках компрессора конечно же, не удастся. Заводские регулировки прессостата можно изменить только в сторону уменьшения минимального давления. Иными словами, компрессор с P_max = 10 бар и P_min = 8 бар можно перенастроить, например, на P_max = 9 бар и P_min = 7,5 бар.

Но увлекаться такими настройками не стоит, поскольку прессостаты — устройства не очень надежные. Так что заводские настройки прессостата лучше не трогать, а для понижения давления лучше устанавливать регуляторы давления непосредственно перед потребителями.

Определяя максимальное давление, развиваемое компрессором, нужно также учитывать, что на пути сжатого воздуха от компрессора до потребителя происходит падение давления в линии. И чем длинее пневмомагистраль, чем больше в ее проектировании и монтаже ошибок (использование водопроводных кранов, труб слишком малого диаметра и т. д.), тем падение давления будет больше. Иногда оно может достигать такой величины, что пневмооборудование уже не может нормально работать.

Во избежание неприятностей в таких случаях, лучше выбрать компрессор с более высоким максимальным давлением.

Таким образом, типичный «портрет» универсального гаражного источника сжатого воздуха — поршневой агрегат с максимальным давлением 8 бар. Если компрессор будет использоваться исключительно для окрасочных работ, можно, на худой конец, обойтись и 6-барным. А для больших разветвленных пневмосетей лучше предпочесть 10-барник.

Определенный запас по давлению полезен еще и по другой причине. Чем выше давление, развиваемое компрессором, тем большую массу воздуха он сможет «затолкать» в ресивер. А значит последний будет дольше опустошаться до минимально допустимого уровня давления, обеспечивая тем самым компрессору достаточное время для отдыха.

Кстати, об отдыхе: зачем он нужен компрессору? Ответив на этот вопрос, мы придем к пониманию особенности рабочих процессов в поршневом компрессоре и сможем определить вторую его важнейшую характеристику — производительность.

Режим работы поршневого компрессора

Режим работы компрессора напрямую зависит от теплового режима поршневой головки.

Понятное дело, что воздух, сжимаясь в цилиндре компрессора, нагревается. Часть тепла при этом поглощается деталями конструкции головки компрессора, и если не обеспечить теплоотвод, их температура будет возрастать выше допустимой нормы и головка не будет успевать охлаждаться.

В «лучшем» случае это приведет к ускоренному износу поршневой группы, в худшем — компрессор заклинит сразу же.

При проектировании компрессора это учитывается. Но те простые меры, которые принимаются для обеспечения теплосъема (в частности, обдув воздухом и изготовление поршневой головки из сплавов с высокой теплопроводностью), хоть и повышают эффективность охлаждения, но являются недостаточными для того, чтобы компрессор мог работать в непрерывном режиме достаточно долгое время.

Поэтому поршневые компрессоры изначально рассчитываются на периодическую эксплуатацию, с обязательными перерывами, необходимыми для охлаждения головки.

Коэффициент внутрисменного использования

В зависимости от допустимого режима эксплуатации и выходных характеристик зарубежные производители делят свои компрессоры на несколько классов:

• хобби (полупрофессиональные);
• профессиональные;
• промышленные.

О их устройстве и конструктивных отличиях мы поговорим в другой раз, сейчас лишь отметим, что для каждого типа существует свой так называемый коэффициент внутрисменного использования (Кви).

Этот коэффициент составляет:

• для полупрофессиональных компрессоров — 0,15–0,2;
• профессиональных — 0,4–0,5;
• промышленных — 0,6–0,7.

Что значат эти цифры? Они показывают, какую часть времени компрессор может работать без перерывов. Количественно Кви определяется как отношение времени работы компрессора в режиме нагнетания к общему времени продолжительности рабочего цикла.

То есть, учитывая, что за максимальную продолжительность цикла принимают 10-минутный отрезок времени, компрессор промышленного типа должен работать в режиме нагнетания 6–7 минут, после чего 3–4 минуты «отдыхать».

В целом компрессоры, способные дольше работать в непрерывном режиме более надежны, ресурс их выше. Как и стоимость, поскольку достигается такая надежность использованием более совершенных материалов.

Еще один важный момент: поршневой компрессор обязательно должен иметь «запас по производительности», то есть его производительность должна быть всегда больше, чем реальное воздухопотребление. Для чего? А для того, чтобы компрессор, производя сжатого воздуха больше, чем расходуется, сам создавал для себя задел, позволяющий ему время от времени отдыхать.

Величина запаса производительности определяется одноименным коэффициентом, зависящим от класса компрессора. До него мы еще дойдем. В общем можно сказать, что запас производительности должен быть тем больше, чем ниже класс компрессора в вышеприведенной классификации. То есть отдав предпочтение, например, более дешевой полупрофессиональной технике, нужно заложить в расчеты больший запас по производительности.

Миф о ресивере

Теперь несколько слов о ресивере. Его основные функции следующие:

• «хранение» запасенного сжатого воздуха;
• сглаживание воздушных пульсаций;
• охлаждение сжатого воздуха.

Может сложиться впечатление, что чем больше ресивер, тем легче живется компрессору. Этот же миф может иметь и другую интерпретацию: чем больше ресивер, тем лучше. В любом случае, все эти суждения ошибочны. Дело в том, что до того момента, когда ресивер наполняется до максимального давления и автоматика отключает компрессор, должно пройти время и немалое. И если необоснованно увеличить объем ресивера, компрессор будет работать «без перекура» слишком долго, что, скорее всего, приведет к его преждевременному выходу из строя.

И наоборот: если объем ресивера меньше положенного, компрессор будет включаться слишком часто, что также не есть хорошо.

Изучая каталоги компрессорного оборудования можно заметить, что компрессоры одинаковой производительности часто комплектуются ресиверами различных объемов. Почему так? Потому, что объем ресивера зависит не только от производительности компрессора, но и от характера воздухопотребления. Поэтому если расход воздуха примерно равномерный по времени, то в целях экономии средств можно выбрать ресивер минимального объема. Если будут пиковые нагрузки, лучше взять больший.

В среднем объем ресивера должен быть таким, чтобы компрессор наполнял его за 3-4 мин.

Вывод: грамотно подобранный компрессор — это компрессор с такими производительностью и объемом ресивера, которые позволяют данному компрессору работать в режиме внутрисменного использования, на который тот рассчитан.

Производительность компрессора: на входе или на выходе?

Широко распространенной ошибкой на практике является неправильное понимание величины производительности компрессора, что часто приводит к путанице и ошибкам в расчетах.

Вообще, производительность компрессора принято определять в объемных величинах. Но вся штука в том, что в зависимости от давления и температуры, одна и та же масса воздуха может занимать разный объем. Иными словами, с ростом давления на выходе компрессора его объемная производительность уменьшается.

Поскольку объемная производительность компрессора — величина непостоянная, зависящая от начальных условий всасывания, то очевидно, что для определения реальной производительности компрессора эти условия (давление и температуру) нужно обязательно учитывать.

Об этом говорит и ГОСТ, согласно которому производительность компрессора — это объем воздуха на выходе из него, пересчитанный на начальные условия всасывания.

Как правило, производительность указывается для нормальных условий, при которых атмосферное давление составляет 1 бар, а температура — +20 °С. Сама же производительность выражается в нормальных кубических метрах (или литрах) в единицу времени: м³/мин, м³/ч, л/с, л/мин.

Читайте также: Компрессор asa turbomex tm

Иными словами, производительность 500 л/мин для нормальных условий означает, что компрессор за минуту вырабатывает такое количество воздуха, которое при температуре окружающего воздуха +20°С и давлении 1 бар занимает объем 500 л.

Все это, конечно, хорошо, но зарубежные производители не знакомы с содержанием наших ГОСТов, и производительность своей продукции они определяют немного иначе. В технических характеристиках на свою продукцию они указывают теоретическую производительность компрессора (производительность на входе).

Теоретической эта величина называется потому, что она отличается от реальной, выходной производительности довольно значительно (в большую сторону). Может, из-за этого иностранные производители и указывают данные именно по всасыванию, — выглядят то они посолиднее.

Из-за чего такая разница между реальной и теоретической производительностью? Из-за потерь во всасывающих и нагнетательных клапанах, а также наличия недовытесненного сжатого воздуха в так называемом «мертвом пространстве» (зазоре между поршнем в крайнем верхнем положении и клапанной группой), приводящих к уменьшению наполнения цилиндра и снижению производительности компрессора. Это снижение определяется коэффициентом производительности компрессорной головки (Кпр).

Этот коэффициент составляет:

• для полупрофессиональных компрессоров — 0,55;
• профессиональных — 0,65;
• промышленных — 0,65 (для одноступенчатых) и 0,75 (для двухступенчатых).

Воспользовавшись этими значениями, мы можем прикинуть, какова реальная производительность компрессора. Например, если для компрессора полупрофессиональной серии в каталоге указана теоретическая производительность 200 л/мин, тогда реальная его производительность составит 200 · 0,55 = 110 л/мин.

В хорошем магазине вам могут подсказать данные как по входным, так и по выходным характеристикам компрессоров.

Вывод: в технических характеристиках на импортные компрессоры указывается производительность по всасыванию, то есть на входе в компрессор. Это значение нельзя понимать как реальную производительность компрессора на выходе — она не учитывает его конструктивные особенности и КПД.

Ну а теперь самое время вооружиться калькулятором и приступить к расчетам.

Стоит отметить, что точный расчет характеристик поршневого компрессора сложен и связан с решением степенных уравнений. Методика, по которой будем считать мы, упрощенная. Эти расчеты, хоть и дают небольшую погрешность, но, тем не менее, позволяют в целом правильно определить характеристики компрессора.

Видео:Электромагнитная муфта компрессора кондиционера - принцип работы и проверка катушкиСкачать

Считаем

Шаг 1. Расчет воздухопотребления

При расчете воздухопотребления лучше ориентироваться на реальные паспортные данные используемого инструмента — точность вычислений в этом случае будет выше. Но если этих данных у вас нет, можете воспользоваться ориентировочными значениями из таблицы.

Как уже говорилось, недостаточно просто подсчитать количество инструментов и найти сумму расходов. Поскольку инструмент используется в работе не постоянно, а с определенными промежутками, правильнее будет произвести расчет с учетом коэффициентов использования оборудования:

G — общее потребление воздуха;
G₁, G₂, G_n — потребление воздуха каждой единицей пневмоинструмента;
Ки₁, Ки₂, Ки_n — коэффициенты использования оборудования.

Коэффициент использования определяется как отношение времени работы какого-либо инструмента или оборудования к определенному отрезку времени. Например, если инструмент работает в среднем 20 минут в течение часа, то его коэффициент использования составит 20/60 = 0,33 (или 33%).

В вышеприведенной таблице помимо показателей расхода воздуха и давления, также приведены и значения коэффициентов использования для наиболее часто применяемого в автосервисе оборудования.

Итак, воспользовавшись формулой, мы определили общее потребление сжатого воздуха. Но это еще не все. Теперь нам необходимо учесть вероятность одновременной работы всего оборудования. Она определяется коэффициентом синхронности, значения которого приведены в таблице.

Таким образом, рассчитанное ранее значение общего воздухопотребления нужно умножить на соответствующий коэффициент синхронности. И уже на основании полученной величины выбирать компрессор.

Пример расчета

В качестве примера рассмотрим порядок расчета и выбора поршневого компрессора для небольшой покрасочной автомастерской.

Предположим, что нам необходим компрессор для обеспечения сжатым воздухом двух пневмоинструментов:

• окрасочного пистолета (расход воздуха 350 л/мин, коэффициент использования 0,6);
• шлифовальной машинки (расход воздуха 400 л/мин, коэффициент использования 0,6).

1. Определим общий расход воздуха:

G = 350 · 0,6 + 400 · 0,6 = 210 + 240 = 450 л/мин

2. Умножим полученное значение на соответствующий коэффициент синхронности работы оборудования (при использовании двух пневмоинструментов он равен 0,95). Получим:

Итого: общее потребление воздуха составляет 428 л/мин.

Итак, рассчитав предполагаемое потребление сжатого воздуха, необходимо определиться с типом компрессора.

Для начала определимся с максимальным давлением. Для этого посмотрим, какое давление необходимо для работы наших инструментов:

• краскопульт — 3-4 бар;
• шлифмашинка — 6 бар.

Следовательно, минимальное рабочее давление компрессора P_min должно быть не менее 6 бар. Вспоминаем про разницу между P_min и P_max и прибавляем к нашим 6 барам еще 2. Наш выбор — «восьмибарник» (P_min = 6 бар, P_max = 8 бар).

Шаг 2. Расчет теоретической производительности компрессора (на входе)

Далее рассчитаем теоретическую производительность компрессора. Для этого воспользуемся формулой:

Q_вх = G · (β/Кпр)

G — общий расход воздуха (у нас он равен 428 л/мин);
β — коэффициент запаса производительности, зависящий от класса компрессора;
Кпр — коэффициент производительности компрессорной головки (КПД компрессора).

Значения β и Кпр для работы компрессора в диапазоне рабочих давлений от 6 до 8 бар, приведены ниже.

Пример расчета

Учитывая наши потребности в воздухе и режим работы, безмасляные хобби-компрессоры с прямой передачей однозначно не представляют для нас интереса (вспомним их коэффициент внутрисменного использования). Поэтому будем смотреть в сторону масляного компрессора с ременным приводом. Поэтому h принимаем равным 0,75, b — 1,3. Считаем.

Q_вх = 428 · (1,3/0,75) = 742 л/мин

Таким образом, нам необходим компрессор с производительностью по паспорту не менее 740-750 л/мин.

Чтобы пересчитать полученные данные на «выход» (необходимо в случае расчета отечественного компрессора), нужно результат уменьшить на 30–40 %.

Осталось определиться с объемом ресивера.

Шаг 3. Определение объема ресивера

Расчет объема ресивера можно провести по формуле:

V (л) = (G · t · Кпр) / (60 · ΔP)

ΔP – разница между P_max и P_min (2 бар);
t – время «отдыха» компрессора (сек), то есть время, за которое давление в ресивере падает от максимального до минимального (в идеале столько, сколько предписывает коэффициент внутрисменного использования, но в любом случае не менее 30 секунд).

Пример расчета

Время, за которое давление в ресивере падает от максимального до минимального, примем равным 40 с. Тогда:

V (л) = (428 · 40 · 0,75) / (60 · 2) = 107 л

Это минимальный объем рекомендуемого воздушного ресивера.

Чтобы определиться с объемом ресивера, можно пойти и другим путем. Так как большинство компрессоров выполнено на ресиверах стандартных объемов — 100, 200, 300 и 500 л, то можно взять «готовый» объем и найти время t, и таким образом посмотреть, сколько будет у компрессора времени на отдых при заданном объеме ресивера.

Возьмем объем — 200 л. Тогда:

t = 60 · V · ΔP / G · Кпр = 60 · 200 · 2 / 428 · 0,75 = 24000/321 = 75 секунд

Конечно, это не 3–4 мин, как предписывает коэффициент внутрисменного использования, но все же время «перевести дух» у компрессора будет.

Если у вас уже есть компрессор, но он не удовлетворяет вашим потребностям

Шаг 1. Если вы уже используете источник сжатого воздуха, но он не обеспечивает требуемый расход воздуха, что часто приводит к перерывам в работе, в первую очередь нужно экспериментально определить время, за которое давление в ресивере падает от максимального до минимального (время между остановкой и включением компрессора).

Для этого необходимо довести давление в пневмосистеме до P_max, отключить компрессор, включить потребители воздуха и замерить время падения давления от P_max до P_min.

Допустим, в нашем случае это время равно 30 сек.

Шаг 2. Далее рассчитываем реальное воздухопотребление по формуле:

G = 60 · V · ΔP / t · Кпр

Примем, что объем ресивера — 100 литров. Тогда реальное воздухопоребление составит:

G = 60 · 100 · 2 / 30 (сек) · 0,75 = 533 л/мин

Шаг 3. Используя полученные данные, пересчитываем производительность компрессора и объем ресивера согласно методике и подбираем новое оборудование.

Таким образом, выполнив несколько нехитрых математических манипуляций, можно понять, какими характеристиками должен обладать компрессор. Но на этом вопрос его выбора не заканчивается, ведь прежде чем оправиться за покупкой, стоит узнать, что на сегодняшний день предлагает нам рынок, каковы достоинства и недостатки тех или иных моделей. Обо всем этом — в следующий раз.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/snyatie-harakteristiki-pri-rabote-kompressora

  🔍 Видео

  Подробно о автоматике для компрессора \ Автоматика \ Пресостат \ ВклычательСкачать

  

  Как настроить КОМПРЕССОР правильноСкачать

  

  Этот компрессор должен давать 500 литров в минуту, вскрытие показало почему он вообще не качалСкачать

  

  Ремонт компрессора - замена распределителяСкачать

  

  Обслуживание компрессора, замена масла и чистка фильтров.Скачать

  

  Диагностика электромагнитной муфты компрессора кондиционера. Как самостоятельно проверить муфтуСкачать

  

  Основная Поломка и Особенности Ремонта Китайского КомпрессораСкачать

  

  Бытовой гаражный компрессор Ремонт, доделкиСкачать

  

  Как обманывают Холодильщики? Ремонт Холодильников - развод на замену компрессораСкачать

  

  Замена компрессора на r600a. Обучалка — работа с коллекторомСкачать

  

  ПОСЛЕ ЭТОГО кондиционер авто не будет отключатьсяСкачать

  

  Как проверить реле, термореле, термостат, компрессор в холодильнике без мастера и приборов.Скачать

  

  Разбираем компрессор кондиционера AUDI A4. Как снять муфту, клапан. Диагностика неисправностей.Скачать

  

  Как ухаживать за компрессором? Обучающее видеоСкачать