Подбор компрессора по основным характеристикам

У владельцев частных домов или гаражей нередко возникают ситуации, когда требуется использовать пневматический инструмент для различных работ по дому или для обслуживания автомобиля. Поскольку пневмоинструмент работает только от сжатого воздуха, то для его эффективной работы необходимо сделать правильный выбор компрессора.

Назначение и сфера применения компрессоров

Основное назначение компрессора – это производить сжатый воздух, который накапливается в ресивере и подается в пневмосистему. К последней подключается различное оборудование и пневматический инструмент.

Компрессор нужен для выполнения следующих операций:

• покраски различных поверхностей, нанесения грунта, краски или лака;
• продувки от стружки и пыли различных деталей на производстве или при выполнении ремонтных работ;
• нанесения составов, предотвращающих коррозию, в труднодоступные места автомобиля;
• работы пневматических полировальных и шлифовальных машин;
• работы пневматических тисков и различных зажимов;
• работы шуруповертов и гайковертов.

Характеристики для выбора компрессора

Приступая к выбору компрессора, необходимо иметь четкое представление, для каких целей он будет использоваться. Только с учетом этой информации можно подбирать агрегат, учитывая его основные характеристики.

Рабочее давление

Степень сжатия, которую компрессор способен создать, является основополагающей характеристикой для данного агрегата. От показателя рабочего давления зависит, будет ли работать тот или иной пневмоинструмент с требуемой эффективностью.

Давление в документации к компрессору может указываться в следующих единицах:

• паскалях (Па);
• барах (бар);
• атмосферах (атм);
• миллиметрах ртутного столба (мм. рт. ст.);
• килограмм-силах на кв. см. (кгс/см²);
• в фунтах на кв. дюйм (PSI).

Чаще всего применяются такие единицы, как Па и бар (1 бар = 0,1 Па).

Важно! При выборе аппарата следует учитывать потери давления воздуха, пока он проходит путь к инструменту. Давление может снижаться по причине длинного воздуховода, наличия на нем множества перегибов, заслонок, клапанов и т.д. Поэтому для нормальной работы пневмоинстумента понадобится компрессор с небольшим запасом давления.

Например, аппарат может сжать воздух максимум до 10 Па. Но пока он дойдет до инструмента по магистрали, давление снижается до 6 Па. Если инструмент сможет эффективно работать при таком давлении, то это хорошо. Но если пневматическое оборудование рассчитано на большие показатели рабочего давления, то компрессор придется заменить на более мощный.

Производительность

Под производительностью агрегата принято подразумевать объем сжатого воздуха, который он может произвести за единицу времени. Производительность компрессора измеряется в л/мин или м³/мин и не является стабильным показателем, поскольку зависит от модели агрегата и температуры окружающего воздуха.

Мощность

Указывается в паспорте к агрегату в киловаттах (кВт) или лошадиных силах (л.с.) (1 кВт = 1,36 л.с.). В принципе, мощность агрегата определяет его производительность. Соответственно, чем этот показатель выше, тем мощность установленного в компрессор двигателя будет больше. Как рассчитать производительность, будет рассмотрено далее, следовательно, производить расчет мощности компрессора не обязательно.

Рабочее напряжение и частота

Оборудование для сжатия воздуха может работать как от трехфазной, так и от однофазной сети. Трехфазная сеть является редкостью для частных домов, поэтому трехфазные агрегаты являются профессиональными и, как правило, предназначены для производства. Если компрессор будет подключаться к бытовой электросети 220 В, то и выбирать в таком случае следует однофазный агрегат, соответствующий напряжению и частоте в сети, которая в России равняется 50 Гц и является единым стандартом.

Важно! Следует учитывать пусковой ток агрегата, который является достаточно большим. На “проседающей” сети двигатель аппарата запускаться будет плохо. Необходимо подключать компрессор к отдельной розетке, подсоединенной к кабелю с достаточным сечением.

Объем ресивера

Ресивер является накопительной емкостью, в которую закачивается воздух из камеры сжатия компрессора. От объема ресивера зависит количество включений (выключений) агрегата. Чем больше объем емкости, тем реже будет включаться аппарат для подкачки в нее воздуха. Но чтобы наполнить большой ресивер, агрегату потребуется больше времени. Конечно же, ресивер меньших размеров заполнится быстрее, но и давление в нем будет падать так же быстро при работе инструмента.

Уровень шума

Шум компрессора является огромным его недостатком. Компрессор, особенно поршневого типа, издает сильный шум, иногда доходящий до 85 дБ, который можно сравнить с шумом возле железной дороги. Поэтому, выбирая агрегат, обратите внимание, установлена ли на нем шумоизоляция, и какой уровень шума он издает. Желательно, чтобы он не превышал 68 дБ. Если данные цифры, указанные в инструкции к аппарату, вам ничего не говорят, можно попросить продавца проверить компрессор на шумность, включив его.

Винтовой компрессор GUDEPOL 7.5 квт 500L

Производитель

Производством компрессорного оборудования занимается большое количество различных фирм, отчего рынок данной продукции находится в переполненном состоянии. Поэтому марка компрессора должна также учитываться, если вы хотите купить хороший агрегат. Домашним и профессиональным мастерам рекомендуется производить подбор компрессора среди продукции от известных брендов, таких как Metabo, Fini, Fubag и Abac.

Расчет производительности компрессора

Конструкция компрессора определяет его производительность. Наиболее часто для сжатия воздуха используются поршневые и винтовые аппараты.

Производительность поршневого агрегата

Чтобы рассчитать производительность компрессора, следует учитывать количество пневмоинструмента, который будет к нему подключаться, а также его номинальные характеристики.

Расчет производительности производится по формуле:

Q=((Q1*K1)/0,65) + 30%, где:

• Q – общая производительность аппарата;
• Q1 – воздухопотребление оборудования подключенного к воздуховоду;
• К1 – коэффициент использования инструмента;
• 0,65 – это приблизительный показатель КПД компрессионной камеры с учетом потерь давления в магистрали;
• 30% — запас производительности.

Например, рабочий расход воздуха у гайковерта (указан в паспорте), равняется 400 л/мин. Значит, Q1 = 400.

Также при использовании данного инструмента неизбежно возникают паузы, которые занимают около 80 % всего рабочего процесса. Значит, коэффициент использования инструмента будет равен 20%, то есть К1 = 0,2.

Подставляем известные значения в формулу: Q = ((400 х 0,2)/ 0,65) + 30% = 160. Получается, что для нормальной работы данного гайковерта требуется компрессор с производительностью 160 л/мин.

Если требуется подключить к воздушной магистрали несколько инструментов, например, шлифмашину и дрель, то значения их воздухопотребления суммируются (200 + 240) и подставляются в вышеприведенную формулу. Но в данном случае, следует учесть коэффициент синхронности, который определяет производительность компрессора при одновременном использовании нескольких инструментов. Обычно для 2 точек потребления сжатого воздуха коэффициент синхронности равен 0,95. Подставив значения в формулу, получим: Q = ((200 + 240) х 0,2) х 0,95 / 0,65 + 30% = 167,2 л/мин. Именно такое количество воздуха в минуту компрессору потребуется подавать в систему для обеспечения нормальной работы двух пневмоинструментов.

Производительность винтового компрессора

Это значение можно представить как сумму ограниченных винтами объемов внутри компрессионного блока, которые подаются на выход из него за единицу времени. Рассчитывается производительность по формуле: Q_т = l * m₁ * n₁ * f₁ + l * m₂ * n₂ * f₂, где:

• Q_т – производительность агрегата, теоретическая;
• I – длина винта компрессионного блока;
• m₁ – показатель количества заходов, которые делает ведущий винт;
• n₁ – частота, с которой вращается ведущий винт, с^-1;
• f₁ – площадь впадины на ведущем винте, м²;
• m₂ – показатель количества заходов, которые делает ведомый винт;
• n₂ – частота, с которой вращается ведомый винт, с^-1;
• f₂ – площадь впадины на ведомом винте, м².

Если учесть, что m₁ * n₁ = m₂ * n₂ = m * n, то формулу можно упростить: Q_т = l * m * n * (f₁ + f₂).

В реальности, на действительный расход влияют различные перетечки внутри компрессорного блока и утечки сквозь уплотнители, а также различные энергетические потери. Поэтому он всегда меньше теоретического расхода, и математически учитывается коэффициентом подачи.

Исходя из вышесказанного, действительная производительность определяется по формуле Q_д = Q_т∙η_п — Q_п, где:

• Q_д – действительная производительность;
• Q_п – величина протечек воздуха через уплотнители;
• η_п – коэффициент подачи.

Требуемые параметры для различных пневмоинструментов

Выбирая воздушный компрессор, обеспечивающий работу инструмента, не всегда стоит гнаться за большими показателями его производительности и размером ресивера, поскольку для нормальной работы большинства пневматического оборудования будет достаточно средних характеристик агрегата. На этом можно сэкономить, ведь переплачивать за мощность и другие параметры, использование которых в дальнейшем не предусматривается, нецелесообразно.

Любой пневмоинструмент имеет номинальные значения давления и расхода воздуха, при которых он может эффективно выполнять свои функции. В таблице, приведенной далее, показаны сравнительные данные для пневмоинструмента, часто используемого с воздушными компрессорами.

Пользуясь данной таблицей, можно легко подобрать пневматический инструмент под параметры компрессора, или наоборот — агрегат под параметры инструмента.  Например, можно понять, какой пневмоинструмент сможет работать при давлении 7 бар, а для какого требуется более мощный нагнетатель.

Советы по выбору типа компрессора для работы в гараже

Среди множества вариантов компрессоров самыми распространенными считаются винтовые и поршневые агрегаты. Винтовые аппараты являются дорогими установками, которые больше подойдут для больших автосервисных мастерских с высоким уровнем воздухопотребления. Благодаря применению винтового компрессора можно делать сразу несколько точек потребления сжатого воздуха, например, для превмоинструмента, приспособления для подкачки шин, шиномонтажной станции и т.д.

Для среднего или небольшого автосервиса, а также для гаража лучше купить поршневой компрессор. Агрегаты поршневого типа являются самыми популярными благодаря приемлемым ценам на них, простоте использования и надежности. При небольших габаритах данного оборудования к нему можно подключать несколько независимых воздуховодов. Поршневые компрессоры бывают двух типов.

1. С прямым приводом, когда вал двигателя расположен на одной оси с коленчатым валом компрессионного блока. Аппараты с прямым приводом (коаксиальные) часто используют и в гараже, и при выездных работах. Но следует знать, что данный тип компрессоров имеет ограниченный ресурс, около 6000 моточасов.
2. С ременным приводом: валы блока и двигателя имеют шкивы и соединяются между собой посредством ременной передачи. Срок службы компрессора с ременным приводом значительно выше, поскольку шкивы на валу двигателя и на коленчатом валу блока имеют разные размеры. За счет этого вращательный момент двигателя немного гасится, снижаются обороты коленвала, он получает меньшую нагрузку, и детали компрессионного блока изнашиваются меньше.

При выборе конкретной модели компрессора следует поинтересоваться у продавца, к какому классу оборудования она относится — бытовому или профессиональному. Бытовые агрегаты изготовлены из простых, недорогих и порой не очень качественных материалов, требуют перерывов в работе. Профессиональные аппараты – это аналоги бытовых компрессоров, но при их изготовлении применяются качественные, износостойкие детали. К тому же профессиональное оборудование способно работать без перегрева продолжительное время.