Риск ошибки при подборе оборудования во многом зависит от времени, потраченного на анализ предложений. Специфические направления, такие как гидравлика, пороховое оборудование и пневматика потребуют максимально взвешенных решений, иначе в дальнейшем недочеты могут привести к большим материальным убыткам. В этой статье поговорим о выборе компрессоров, которые питают широко используемый в строительстве и на производствах пневомоинструмент.
Система «компрессор – пневмоинструмент»
Классифицировать компрессоры можно одновременно по нескольким направлениям. По типу сжимаемой субстанции все они подразделяются на газовые и воздушные. Разделение по принципу сжатия тоже происходит на две группы: объемное (поршневые, мембранные, винтовые и т.д.) и динамическое (турбокомпрессоры). Воздушные компрессоры различаются и по видам привода: от ДВС, электропривод, от вала отбора мощности. Существует еще и разделение на подгруппы, определяющие задачи оборудования. В результате, учитывая все пункты классификации, можно получить агрегат на 100% отвечающий той или иной задаче. Однако, не будучи специалистом, при выборе компрессора легко допустить ошибку. О таких ошибках и пойдет дальнейший разговор.
Давление. Различный пневмоинструмент и пневмооборудование рассчитано на номинальное давление, обеспечивающее его работу. Например, для аэрации воды в пруду, бассейне или септике подойдут компрессоры низкого давления, до 1 бар. Это преимущественно компрессоры мембранного или поршневого типа. Подобные компрессоры сегодня рекламируются как портативные краскопульты.
Наиболее распространенный класс компрессоров, применяемый практически в любой промышленной сфере, обеспечивает давление до 10 бар (1 МПа). От таких компрессоров работает пневмоинструмент, профессиональное окрасочное оборудование, пескоструйные установки, пневмодомкраты и т.д.
В пищевой промышленности применяются компрессоры высокого давления 1,6-4,5 МПа, от которых работают выдувные установки. Еще более мощные компрессоры задействуются в химической и оборонной промышленности. Это преимущественно поршневые и турбокомпрессоры, но такое оборудование нашего читателя вряд ли заинтересует.
Самый распространенный миф, связанный с выбором компрессоров, – «чем обеспечиваемое им давление выше, тем лучше». Так, большинство пневмоинструментов рассчитано на работу с давлением немногим более 6 бар, однако установки часто берут с запасом – 10-16 бар. Однако это означает, что подключенный к таким компрессорам пневмоинструмент будет работать при давлении, превышающем требуемое в 2-3 раза. Подобная «перестраховка» неизбежно приводит к преждевременному износу пневмоинструмента, не говоря уже о том, что мощный компрессор стоит дороже, потребляя при этом больше энергоресурсов. Известно, что сжатый воздух воздействует на механизмы пневмоинструмента с усилием прямо пропорциональным давлению. Запас давления в данном случае противопоказан, о чем многие пользователи попросту не догадываются.
Причин, по которым не следует приобретать компрессор «с запасом давления», не одна, а несколько. Во-первых, более мощный компрессор является и более дорогим. Во-вторых, себестоимость сжатого воздуха увеличивается . В-третьих, избыточное давление необходимо понижать, для чего потребуются редукторы, которые также стоят денег. Если подключить пневмоинструмент к высокому давлению без редуктора, то он быстро выйдет из строя. Другое дело – покупка компрессора не с запасом давления, а с запасом ресурса!
Итак, при выборе компрессора необходимо в первую очередь ориентироваться на значения допустимого давления пневмоинструмента. Поправки в данном случае допускаются только на длину и диаметр пневмомагистрали. Если в пневмомагистрали при работе оборудования давление падает ниже 1 бара, то, скорее всего, потребление сжатого воздуха превосходит производительность компрессора.
Производительность. Под производительностью компрессора подразумевается объем несжатого воздуха, сжимаемого в единицу времени. С неверной оценкой данной характеристики также связано немало ошибок.
Если пневмоинструменту не хватает воздуха, то его полезная мощность падает, а компрессор при этом работает на износ. Это означает, что производительность компрессора не должна быть меньше запросов подключаемого оборудования. Однако каков оптимальный запас производительности?
В норме расход воздуха в пневмосистеме не должен превышать 70-80% от максимальной производительности компрессора. Более высокий запас производительности приведет к неоправданным затратам, поэтому считается невыгодным.
Очередное заблуждение можно сформулировать как «меньше производительность – выше давление». Это в математике два минуса дают плюс, а с пневматикой дела обстоят иначе. Те, кто по-настоящему изучали в школе физику, наверняка помнят равенство р1V1=р2V2. Но в пневматике обязательно нужно учитывать два важных момента:
- формула р1V1=р2V2 характеризует два конечных состояния замкнутой системы с неизменным количеством газа и без учета прочих факторов. Однако при работе пневмооборудования старый воздух расходуется, а новый поступает в систему. При этом расход воздуха напрямую не зависит от производительности компрессора. Воздуха может подаваться больше или меньше, поэтому приведенная выше формула в данном случае неприменима;
- производительность компрессора в соответствие с мировыми стандартами отражает количество несжатого воздуха (при атмосферном давлении), сжимаемого в единицу времени. На практике 7-барный агрегат производительностью 1000 л/мин выдает за минуту 1 м³ воздуха при атмосферном давлении, а агрегат с давлением 15 бар и производительностью 500 л/мин – соответственно только 0,5 м³. Расход пневмоинструментом тоже измеряется «распущенным воздухом». Очевидно, что нехватку воздуха невозможно компенсировать повышением давления.
Параметры пневмомагистрали. Подбор компрессора к соответствующему пневмоинструменту без учета длины и диаметра магистралей не гарантирует корректной работы системы. Не секрет, что чем меньше диаметр шланга, тем ниже его пропускная способность. Это понятно даже интуитивно. А вот на счет длины магистрали примитивная логика может привести к ошибочному выводу. Если в замкнутых системах давление распределяется равномерно по всему контуру, то в открытых системах такой равномерности нет. Слишком тонкие и слишком длинные шланги неизбежно приведут к отклонениям от заявленных производителем компрессора параметров. Проектирование промышленных пневмомагистралей занимаются специалисты, составляя при этом сложные расчеты, учитывающие множество факторов. В быту таких расчетов не делают, поэтому лучше всего рассчитывать на рекомендуемые диаметр и длину магистрали.
Подготовка воздуха. Интересующие нас компрессоры сжимают воздух в 7-10 раз, пропорционально увеличивая концентрацию, содержащихся в нем примесей. Это могут быть водяные пары, масляные взвеси, твердые частицы и т.д. Относительная влажность в помещении редко опускается ниже 50%, однако выше 100% она быть не может. Сжатие воздуха более чем вдвое неизбежно приведет к образованию жидкой воды, которая в свою очередь приводит к коррозии деталей оборудования, а также увеличивает их трение и соответственно износ. Многие производители решают проблему конденсата предварительным осушением и охлаждением воздуха.
Другая проблема – присутствие масляной взвеси в воздухе. Отдавая предпочтение так называемым безмасляным компрессорам (компрессорам сухого сжатия), не стоит надеяться, что воздух в системе будет абсолютно лишен всякого масла. Даже если сам компрессор не добавит масла в воздух, то оно будет присутствовать в нем, поскольку содержится в окружающем воздухе изначально. Даже деревья насыщают воздух частичками собственных масел, а при его многократном сжатии масла может стать много. Поэтому, каким бы ни был компрессор, подаваемый им воздух, подлежит обязательной фильтрации.
Особенности эксплуатации. Компрессоры рассчитаны на определенный режим эксплуатации, и это нужно учитывать при их выборе. Наиболее доступные поршневые модели с соосным приводом рассчитаны на получасовую интенсивную нагрузку, после которой им требуется часовой перерыв.
Для работы в более тяжелых условиях предназначены компрессоры с ременным приводом. Но и им требуется 15-минутный перерыв на остывание после каждого часа работы. В промышленности, где необходима непрерывная подача воздуха, используют винтовые компрессоры, не требующие перерывов.
Компрессоры, работающие от электродвигателя большой мощности, имеют ограничение по количество запусков в отрезок времени. Пренебрегать этим ограничением не стоит, т.к. ресурс двигателя будет значительно меньше.
Объем ресивера тоже имеет значение, причем больше – не означает лучше. В идеале объем ресивера должен составлять около 30% производительности компрессора (л/мин). Если маленький компрессор работает с большим ресивером, то теряется смысл самого ресивера как промежуточной емкости, а ресурс головки уменьшается.
Следует напомнить, что если произведение объема ресивера и его давления в барах превышает 10 000, то такой ресивер необходимо зарегистрировать в инстанциях надзора. Чтобы избежать регистрации, многие компании устанавливают вместо одного – несколько маленьких ресиверов, что в принципе не противоречит закону.
Автор текста: М. Тамилин
