Как правильно подобрать производительность винтовой компрессор

Выбираем компрессор для гаража/автосервиса

Статья скаченная из интернета, которая опубликована на многих порталах и потому автор уже не известен, но надеюсь вам такая информация пригодится.

Представить гараж или автосервис без использования сжатого воздуха, наверное, невозможно. Это и понятно. Весь пневмоиструмент почти в два раза превосходит своих электрических собратьев по удельной 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 не мыслимы. Как же правильно выбрать источник сжатого воздуха — компрессор? Ведь изделие это дорогостоящее, приобретающееся на длительный срок. И будет особенно обидно, если его выбор оказался неправильным. Сегодня вы узнаете:
1 С чего начать
2 Гаражный компрессор. Поршневой или винтовой?
2.1 Поршневой
2.2 Винтовой
3 Выбираем поршневой компрессор
3.1 Давление
3.2 Режим работы поршневого компрессора
3.3 Коэффициент внутрисменного использования
3.4 Миф о ресивере
3.5 Производительность компрессора: на входе или на выходе?
4 Считаем
4.1 Шаг 1. Расчет воздухопотребления
4.1.1 Пример расчета
4.2 Шаг 2. Расчет теоретической производительности компрессора
(на входе)
4.2.1 Пример расчета
4.3 Шаг 3. Определение объема ресивера
4.3.1 Пример расчета
4.4 Если у вас уже есть компрессор, но он не удовлетворяет вашим
потребностям
С ЧЕГО НАЧАТЬ
Из чего нужно исходить, делая выбор компрессора? Выскажем не очень оригинальную, но справедливую мысль: 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, начинаем вспоминать арифметику, и по возможности более точно подсчитаем количество потребителей сжатого воздуха и определим их рабочие параметры — номинальный расход воздуха и давление. Данные эти, как правило, указываются в документации к тому или иному пневмоинструменту. Если по каким-либо причинам вы не владеете этой информацией, можете выяснить характеристики подобных устройств у своих коллег по цеху или любого продавца пневмооборудования. Если и допустите небольшую погрешность, ничего страшного — как правило, она не будет роковой. Также можете воспользоваться ориентировочными значениями, которые приведены 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 проблему 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, — приглашаем вас продолжить чтение.
ГАРАЖНЫЙ КОМПРЕССОР. ПОРШНЕВОЙ ИЛИ ВИНТОВОЙ?
Существуют множество различных типов компрессоров, но наибольшее распространение в быту и промышленности получили только два их вида: поршневой; винтовой. Вкратце о каждом из них. ПОРШНЕВОЙ
По своему устройству и принципу работы поршневой компрессор достаточно несложен. Вспомним велосипедный насос: воздух всасывается в цилиндр и сжимается за счет перемещения поршня.

Поршневой компрессор, конечно, более сложен, но в целом принцип его работы 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 остановка 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 всего срока службы. 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 иного 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 одинаковой частотой и в одном 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 и на много больше, я встречал компрессора которые работают и по 20 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 победили бы в соревновании с поршневыми, 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 финансовые возможности вашего предприятия позволяют — берите винтовой компрессор. Для больших производств с разветвленной пневмосистемой, постоянным воздухопотреблением и многосменным режимом работы, такой компрессор — вне конкуренции. А вот для гаражного применения все преимущества винтового компрессора могут оказаться явно избыточными. По условиям эксплуатации здесь вполне подойдут грамотно подобранные поршневые компрессоры. При своевременном и правильном техническом обслуживании такого компрессора хватит на многие годы. Учитывая вышеизложенное, дальше мы более подробно остановимся на вопросе выбора поршневых компрессоров, как более актуальных для небольших автосервисов и профессионалов-одиночек, работающих в гаражах. А особенности выбора винтового компрессорного оборудования обсудим в следующий раз, поскольку такие компрессора работают, только, от сети 380 V, а значит для обычного гаража не подойдут.
ВЫБИРАЕМ ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР
Основными параметрами, которыми необходимо руководствоваться в первую очередь, являются: максимальное рабочее давление компрессора (Pmax); производительность (Q). От них и будем плясать. 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 (Pmax) он отключается, а его повторное включение происходит после того, как давление упадет до давления включения (Pmin). 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 Pmax = 10 бар и Pmin = 8 бар можно перенастроить, например, на Pmax = 9 бар и Pmin = 7,5 бар. Но увлекаться такими настройками не стоит, поскольку прессостаты — устройства не очень надежные. Так что заводские регулировки прессостата лучше не трогать, а для понижения давления 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 железному 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. Естественно, 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 отдельной статье, 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 «расслабляться». В целом компрессоры, способные дольше работать в непрерывном режиме более надежны, ресурс их выше. Как, впрочем, и стоимость, поскольку достигается такая надежность использованием более совершенных материалов и схемных решений. 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 «табели о рангах». 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, и так далее. 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 имеют место 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 и не более.

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. Прежде всего отметим, что 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. 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 несколько иначе. В технических характеристиках на свою продукцию они указывают теоретическую производительность компрессора (производительность на входе). Теоретической эта величина называется не случайно, поскольку она отличается от реальной, выходной производительности весьма значительно (в большую сторону). Может, из-за этого иностранные производители и указывают данные именно по всасыванию, — выглядят то они гораздо более солидно. 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, как правило, 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, содержит упрощенные соотношения. Они, хоть и дают небольшую погрешность, но, тем не менее, позволяют в целом правильно определить характеристики компрессора.
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 (л/мин) = G1 · Ки1 + G2 · Ки2 + … + Gn · Киn
где:
G — общее потребление воздуха;
G1, G2, Gn — потребление воздуха каждой единицей пневмоинструмента;
Ки1, Ки2, Киn — 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:
G = 450 · 0,95 = 428 л/мин
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 Pmin должно быть не менее 6 бар. Вспоминаем про разницу между Pmin и Pmax и прибавляем к нашим 6 барам еще 2. Наш выбор — «восьмибарник» (Pmin = 6 бар, Pmax = 8 бар).
ШАГ 2. РАСЧЕТ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОМПРЕССОРА (НА ВХОДЕ)
Далее рассчитаем теоретическую производительность компрессора. Для этого воспользуемся формулой:
Qвх = G · (β/Кпр)
где:
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.
Qвх = 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)
где:
ΔP – разница между Pmax и Pmin (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 Pmax, отключить компрессор, включить потребители воздуха и замерить время падения давления от Pmax до Pmin. Допустим, в нашем случае это время равно 30 сек.
Шаг 2. Далее рассчитываем реальное воздухопотребление по формуле:
G = 60 · V · ΔP / t · Кпр
где:
V – объем ресивера (л).
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.
Для тех кому сложны эти все расчёты, а необходимо просто купить компрессор, для того чтобы окрасить автомобиль, могу подсказать:
минимальным компрессором способным справится с пистолетом системs EPA они же RP, LVLP, LVMP, РЕУ и так далее, т.е. потребление таким пистолетом будет от 265 л/мин. до 350 л/мин. можноприобрести пистолет с производительностью не менее 400 л/мин, такой компрессор позволит такому оборудованию даботать достаточно корректно и не испытывать "воздушный голод".
Безусловно что если ваш пистолет потребляет 359 л/мин, а ваш компрессор производит 400 л/мин, то на пользу компрессору это не пойдёт и скорей всего он будет достаточно быстро изнашиваться поскольку коэффициент внутрисменного использования (Кви) будет намного ниже чем требуется, другими словами компрессор будет перегреваться. Дополнительный обдув голов конечно несколько снизит проблему но тоже не до конца.
Так же следует помнить что максимальная мощность двигателя на 220 V это 2,2 kW и при этом производительность компрессора может быть максимально 420 л/мин, все остальные цифры, которые пишут производители: 460, 480 — попросту не реальны…
Мы делали когда то видео на эту тему, но понятно что они не настолько подробны как эта статья.

Расчет производительности компрессора винтового типа

Что такое производительность винтового компрессора? Этот параметр важен для потребителя. Но его не следует путать с показателем расхода сжатого воздуха. Под производительностью понимают количество воздуха, производимого компрессорным агрегатом. А расход – это объем воздуха, потребляемое устройствами, которые подключаются к винтовой воздушной установке.

Производительность указывается в м3/мин или в литрах в минуту. Величина может быть прописана со стороны всасывания воздушной массы и со стороны ее нагнетания. И в данном случае параметры будут не аналогичны друг другу, потому что при сжатии воздух меняется в объеме. Расчет производительности компрессора на выходе будет иным, чем на входе.

По этому параметру компрессорное оборудование принято делить на виды:
• Высокой производительности – от 100 м3/мин;
• Средней – от 10 и до 100 м3/мин;
• С малой производительностью – до 10 м3/мин.

Как рассчитать производительность компрессора винтового типа

Винтовой компрессор – агрегат со своими техническими особенностями. Его производительность принято представлять в виде суммарного объема полостей, которые ограничены винтами, корпусом. На выходе считает количество воздуха за единицу времени. При нормальных условиях эксплуатации, при отсутствии потери, протечки, можно рассчитать теоретическую производительность, используя специальные формулы. Однако полученный показатель будет отличаться от фактического.

Формулы достаточно сложны для самостоятельного расчета. Проще ознакомиться с технической документацией, которая предоставляется производителем. Есть мнение, что изготовители компрессорных установок не указывают действительные или неполные технические данные о производительности выпускаемых ими агрегатов. Такое случается, но в случае с нашей компанией подобные проблемы отсутствуют. Мы всегда готовы подробно рассказать о наших винтовых компрессорах и помочь клиентам выбрать агрегат, который будет полностью соответствовать их требованиям и выполнять весь комплекс производственных задач.

Какая нужна производительность?

Специалисты рекомендуют при выборе винтового компрессора учитывать небольшой запас по производительности. Такой подход позволит при необходимости расширить производство или учесть непредвиденный расход воздуха. Если не включить в расчет запас, то в результате объема воздушной массы не будет хватать пневмосистемам, что станет причиной нарушения технологического процесса. Такая проблема может привести к значительному ущербу для производства. Как правило, на больших предприятиях применяется несколько агрегатов. Они работают как вместе, так и по отдельности. Поэтому подобные ситуации редко происходят. Но если речь идет о приобретении одной установки, то стоит правильно рассчитать производительность с запасом.

Покупатели наших воздушных установок нередко задают вопрос, который связан с тем, как определить производительность винтового компрессора для реализации тех или иных задач. Для ответа нам нужна дополнительная информация о будущей эксплуатации агрегата. Клиенты, заинтересованные в покупке установок, которые будут соответствовать их требованиям, такую информацию нам предоставляют. По итогу ознакомления мы даем рекомендации онлайн или по телефону, которые помогают нашим покупателям выбрать модель винтового компрессора с нужным показателем производительности, а также подходящую по давлению.

Китайско-немецкая корпорация «Denair» занимается производством и поставкой компрессорного оборудования с 1998 года и экспортирует его в 136 стран мира.
Политика конфиденциальности

Как грамотно подобрать компрессор? Или советы по выбору компрессорного оборудования.

Практически на любом производственном предприятии используется сжатый воздух. Это и понятно. Все пневмоинструменты по ресурсу и энерговооруженности (отношение мощности к единице веса) более чем в два раза превосходят своих электрических собратьев. А в некоторых технологических процессах (например, окраска, сушка, подготовка поверхностей под окраску или мехобработку) без сжатого воздуха просто не обойтись. Так как же правильно выбрать компрессор?

Совет №1

Cначала нужно определиться с потребностями.

Сжатый воздух — это не самоцель, это источник энергии для Вашего пневмооборудования. Как правило, на промышленном предприятии существуют самые различные технологические процессы, где необходим сжатый воздух.

Типичное сегодняшнее предприятие промышленности (в частности машиностроения) состоит из следующих основных цехов или участков, а, следовательно, из потребителей сжатого воздуха:

• Литейный- пневмопереключатели самих печей, различного рода пневмоинструмент (например, пневмотрамбовки), пневмозажимы, пескоструйные камеры.
• Кузнечный- цилиндры молотов, различного рода пневмозажимы, пневмоинструмент.
• Штамповочный- цилиндры штампов, различного рода пневмозажимы, пневмоинструмент
• Механической обработки- различного рода пневмозажимы, пневмоинструмент
• Гальванический- барбатаж жидкостей, различного рода пневмозажимы, пневмоинструмент
• Окрасочный- пескоструйные, окрасочные и сушильные камеры, различного рода пневмозажимы, пневмоинструмент
• Сборочный- пневмоинструмент

Естественно возможны варианты. На больших предприятий присутствует весь спектр приведенной схемы, на небольших — отсутствует часть или вообще состоит из одного вида технологического передела. Возможно, также, использование пневмотранспортировки (например, на спичечных фабриках или заводах железобетонных изделий), но суть от этого не меняется. Итак, при таком многообразии потребителей сжатого воздуха, как рассчитать потребность в нем?

Прежде всего, пользуясь паспортными данными оборудования. Если данных по пневмооборудованию нет (обычное явление на промышленных предприятиях, т. к. в каждом цехе есть свой механик или энергетик, который отвечает за оборудование, а в службе главного инженера сводных данных по потребляемому оборудованием воздуху просто нет). Собрать эти сведения подчас непосильная задача для службы главного инженера, которая занята другими проблемами, то можно взять по аналогии и большой ошибки в этом не будет. Некоторые параметры типового оборудования приведены в Приложении 1.

Понятно, что пневмооборудование используется в работе не непрерывно, а время от времени, соответственно изменяется текущее воздухопотребление. Для определения характеристик компрессора ориентируются на усредненное значение потребности в сжатом воздухе. Чтобы ее рассчитать, нужно, исходя из опыта эксплуатации и знания технологии планируемых работ, представить, каковы будут продолжительность и периодичность включения оборудования, возможно ли включение одновременно нескольких устройств и каких. По сути дела всю систему промышленного предприятия в целом необходимо разбить на подсистемы (локальные участки), которые включены в единый технологический процесс и используют одновременно сжатый воздух.

Вот типовой пример одного из предприятий г. Санкт-Петербурга.

На предприятии существует штамповочный цех, в котором существуют 3 участка общим потреблением 15 м 3 /мин и необходимым рабочим давлением 4,5 атм. В связи с тем, что воздух подается из центральной компрессорной станции, которая находится на расстоянии 1200 м от цеха, с учетом потерь в воздухопроводе и запорной арматуре, в этот цех подается 25 м 3 /мин сжатого воздуха давлением 9 атм. В помещении цеха установлен ресивер для сглаживания пиковых нагрузок и пульсаций от поршневой компрессорной станции. Центральная компрессорная станция водяного охлаждения, существует насосная станция, оборотное водоснабжение и градирня.

В результате обследования предприятия специалистами установлено следующее:

1. Суммарное потребление сжатого воздуха 1 участком составляет 9 м 3 /мин. Общее время его работы в смену составляет 6,5 часов. При этом все оборудование работает одновременно.
2. Суммарное потребление сжатого воздуха 2 участком составляет 4 м 3 /мин. Общее время его работы в течение рабочей смены составляет 3,5 часа. При этом прессы 10, 11 и 12 включаются эпизодически и их работа занимает не более 30 минут в рабочую смену.
3. Суммарное потребление сжатого воздуха 3 участком составляет 5м 3 /мин. Общее время его работы в течение рабочей смены составляет 4 часов.
4. Имеются пневмоинструменты с суммарным потребление сжатого воздуха на уровне 1 м 3 /мин и непредсказуемым режимом работы.
5. По цеху проложена воздушная магистраль диаметром 100 мм, имеется запорная арматура, общая протяженность магистрали 210 м.

По итогам проекта было предложено:

Разбить пневмосеть цеха на два локальных участка для производственного участка 1 и для производственных участков 2 и 3.

Для локального участка 1 установить компрессор (или 2 компрессора) суммарной производительностью:

V= a*b*f*9=1,1*1,1*0,9*9=9,8 м 3 /мин, где
а — коэффициент утечки воздуха в сети для коротких расстояний (до 100 м) равен 1,1
b — коэффициент износа оборудования примерно равен 1,1
f — коэффициент единовременности работы оборудования, для данного участка равен 0,9.

Для участков 2 и 3 предложено установить два компрессора производительностью по 5 м 3 /мин (исключительно в целях резервирования).

В результате осуществления проекта:

1. Совокупные затраты на получение сжатого воздуха сократились на 42%.
2. Весь проект окупился в течение 5 месяцев.

На основе чего проводились расчеты?

Прежде всего, на основе скрупулезного сбора данных, систематизации и после этого на основе базовой методики расчетов подготовленных специалистами и приведенной в Приложении 1.

Можно ознакомиться с еще одним примером расчета расхода воздуха, произведенный нами недавно для локальной воздушной сети ООО «Петропрофиль» (г.С-Петербург).

Совет №2

Теперь, проведя предварительную работу и зная свои потребности можно приступать к выбору типа компрессорной установки.

Существует значительное многообразие компрессорных установок предназначенных для промышленных целей.

В зависимости от конструкции самого компрессорного блока различают следующие виды компрессоров общего назначения:

1. Объемного действия, а именно:

2. Динамического действия:

Каждый из них рассчитан на определенные параметры работы, которые в компрессорной технике характеризуются рабочим давлением и производительностью.

В области малой производительности (до 50 м 3 /мин) наибольшее распространение нашли винтовые и поршневые компрессоры. В области от 100 м 3 /мин и выше применяются центробежные и турбокомпрессоры. Область от 50 м 3 /мин до 100 м 3 /мин прочно удерживают поршневые компрессоры. В области сверхмалой производительности (до 10 л/мин) наиболее применяемы диафрагменные компрессоры. Безусловно, наиболее распространенными в нашей стране являются поршневые компрессоры, которые сегодня активно вытесняются винтовыми (иначе называемые роторными) компрессорами. Если 30 лет назад винтовые компрессоры были достаточно экзотичны для нашей страны, то в настоящее время они прочно удерживают позиции в области производительности от 4 до 120 м 3 /мин, а в мире имеют тенденцию к расширению производительности- в настоящее время выпускаются винтовые компрессоры от 0,2 м 3 /мин до 180 м 3 /мин. Объясняется это прежде всего долговечностью винтового компрессорного блока, его высокой надежностью и малыми габаритами.

В мировом компрессоростроении винтовые компрессоры получили активное развитие с середины 50-х по середину 60-х годов ХХ века.

Остановимся только на двух типах компрессорных установок наиболее востребованных на сегодняшний день в промышленности — поршневых и винтовых.

Продолжают пользоваться популярностью в нашей стране благодаря традиции. Основная масса промышленных предприятий была оснащена этими компрессорами в советское время, работники предприятий их хорошо знают, знают как их обслуживать и ремонтировать и менять что-либо не испытывают никакого желания. Да и система подготовки специалистов-компрессорщиков ориентирована в основном на потребности 20-тилетней давности, в которых не было альтернативы поршневым компрессорам.

В компрессорах этого типа воздух сжимается в замкнутом пространстве цилиндра в результате возвратно-поступательного движения поршня. Конструктивно они представляют собой машину, включающую в себя сам компрессорный блок, электропривод, ресивер и устройство автоматического регулирования давления.

Существуют поршневые компрессоры с одним или несколькими цилиндрами, с V-образным или с W-образным расположением цилиндров. К тому же критерием различия является число ступеней сжатия.

Рис.: Две ступени сжатия в поршневом компрессоре.

1: Фильтр на всасывании
2: Впускной клапан
3: Выпускной клапан
4: Первая ступень сжатия
5: Межступенчатый рефрижератор
6: Вторая ступень сжатия
7: Коленчатый вал.

Дополнительно оснащается системой водяного охлаждения, которая сама по себе является достаточно сложной — замкнутый оборотный цикл, насосная станция, зачастую градирня.

К основным характеристикам компрессора относятся два параметра — номинальное рабочее давление P и объемная производительность или подача Q. Большинство производимых сегодня компрессоров развивают давление, превышающее потребности стандартного пневмооборудования и инструмента. На рынке представлены компрессорные установки с максимальным давлением 6, 8,10,13 атм (в другой терминологии бар). Особое место в семействе поршневых компрессоров занимают компрессоры высокого давления (до 4000 бар. и даже выше. )

Совет №3

Что нужно учитывать, определяя максимальное давление, развиваемое компрессором?

1. Следует иметь в виду, что система автоматического регулирования давления всех компрессоров настроена таким образом, что обеспечивает поддержание давления в ресивере с допуском — 2 атм от максимального значения. Это означает, что в процессе работы компрессора с Pmax=8 атм давление на выходе может меняться от 6 до 8 атм. Заводские регулировки могут быть изменены только в сторону уменьшения минимального давления.

2. Необходимо учитывать, что наличие протяженных пневмомагистралей до потребителей сжатого воздуха вызывают падение давления в линии. При ошибках в проектировании пневмосети (применение труб малого диаметра, использовании водопроводных запорных устройств, нерациональной прокладке магистралей и т. д.) оно может достигать существенной величины и стать причиной неэффективной работы пневмооборудования. Чтобы избежать возможных неприятностей в таких случаях, нужно отдать предпочтение компрессору с более высоким максимальным давлением (либо более точно посчитать возможные потери в трубопроводах).

Из сказанного следует, что в качестве универсального источника сжатого воздуха можно использовать компрессор максимальным давлением 8 атм.

В поршневых компрессорах реализуется циклический принцип сжатия. В течение рабочего цикла фаза сжатия периодически чередуется с фазой впуска воздуха. Такая периодическая работа не очень выгодна, тем более что она приводит к пульсации давления на выходе компрессора (это одна из причин для чего нужен ресивер при использовании поршневого компрессора). Эти недостатки до поры «прощались» поршневым компрессорам, поскольку они компенсировались многими достоинствами, в частности, относительной простотой и дешевизной. Однако монополии поршневых устройств в деле воздухонагнетания пришел конец.

Достижения в области технологии металлообработки позволили создать доступную по цене альтернативу — винтовой компрессор. Во многом он является антиподом поршневого компрессора.

Сжатие воздуха в винтовом компрессоре происходит непрерывно. Температура нагнетаемого воздуха изменяется незначительно, характеристика процесса сжатия максимально приближается к изотерме. Вследствие этого КПД винтового компрессора выше.

Винтовые компрессоры относятся к классу ротационных компрессоров. В этих компрессорах понижение давления, необходимое для всасывания воздуха, достигается за счёт вращения винтов. Одно- и двухступенчатые ротационные компрессоры наиболее распространенные на рынке. Значительным преимуществом большинства компрессоров этого класса является балансировка вращающихся масс, позволяющая устанавливать их без использования специального фундамента, вследствие незначительного уровня вибрации.

Конструкция винтового блока компрессора, описанного выше, состоит из двух роторов расположенных параллельно. Один из них имеет выпуклый профиль винта, а другой вогнутый винтовой профиль. Эти профили вращаются в зацеплении. При вращении, воздух сжимается между профилями вследствие различного числа зубьев ротора, в соответствии с принципом вытеснения. Этот процесс может быть разделен на четыре фазы (см. рис. ниже).

1-я фаза:
Воздух поступает в компрессорный блок через входное отверстие. Полости между зубьями роторов заполняются воздухом, что в какой-то степени напоминает такт впуска поршневого компрессора.

2-я и 3-я фазы:
Когда роторы, вращаясь, соединяются с впускным отверстием, они образуют замкнутый объём между зубьями винтов и корпусом компрессорного блока. Замкнутая область уменьшается в объёме вследствие вращения роторов; воздух сжимается в замкнутом объёме. Сжатие в замкнутом объёме продолжается до тех пор, пока замкнутая область, постепенно уменьшающаяся в размере, не соединится с выпускным отверстием.

4-я фаза:
Сжатый воздух вытесняется из компрессорного блока в линию нагнетания.

В то время как поршневой компрессор требует периодически отдыха, винтовой рассчитан на стационарный режим работы, остановы для него нежелательны. Винтовой компрессор равной производительности компактнее, имеет на 10-12 дБ меньший уровень звукового давления. Качество воздуха с точки зрения концентрации частиц воды и масла — выше, эксплуатационные расходы- ниже.

По надежности винтовой компрессор несопоставим с поршневым. На его «сердце»- винтовую пару фирма Renner-Kompressoren, например, дает гарантию до 40 000 моточасов и основной причиной возможного выхода из строя при таких гигантских запасах по моторесурсу, как правило, является ресурс подшипников. В нашей практике бывали и такие случаи, когда срок службы винтового компрессора Renner-Kompressoren составлял 60 000 моточасов и выше.

Конструктивно винтовой компрессор проще поршневого, однако намного сложнее в технологии изготовления. Он имеет циркуляционную систему смазки и охлаждения, масловлагоотделитель, снабжен автоматической системой управления. По сути- это автоматическая станция подготовки сжатого воздуха.

Почему же при таких преимуществах винтовые компрессоры до сих пор не вытеснили поршневые? Почему до недавнего времени не наблюдалось развития локальных пневмосетей прежде всего на крупных предприятиях?

Ответ на этот вопрос лежит на поверхности. Прежде всего из-за психологических особенностей людей и «здорового» консерватизма. Ведь для того чтобы быть готовым к замене одной техники на другую нужно обладать определенными знаниями в этой области. А дух новаторства сегодня присутствует в промышленности крайне незначительно. Потеряна система ознакомления с научно-технической информацией (например, регулярное чтение бюллетеней БИНТИ), с новинками техники знакомятся только когда станет совсем горячо, когда проблема грозит полной остановкой производства. Многие инженеры просто не знают, чем винтовые компрессоры отличаются от поршневых.

Вторая причина — в боязни людей потерять рабочие места. Ведь «пока я командую обособленным участком, например, паросиловым цехом, я — уважаемый человек. У меня свое хозяйство, свой персонал, без моего участия невозможна работа всего завода. Кем я стану, если применю новую технику, да не в едином месте, а по всему предприятию, чем я буду командовать и, вообще, нужен ли я буду?»

Третья и последняя причина — то, что с советских времен остался очень большой объем запасных частей для имеющейся компрессорной техники.

Сегодня приходит понимание, что эти причины не будут продолжаться бесконечно, приходят новые менеджеры, переобучаются старые, предприятия перестраиваются на современный ритм жизни, и надеемся, что эта работа поможет в правильном и обоснованном выборе.

Мы поможем Вам в решении проблем по подбору правильного оборудования для производства сжатого воздуха и его подготовки.

Проектирование локальной воздушной сети следует начинать с определения расчетного расхода воздуха (по условиям всасывания)

где S — сумма;

где n_i — число однотипных потребителей сжатого воздуха;

q_cp.i — средний (паспортный) расход воздуха потребителями каждого отдельного типа, нм 3 /мин (табл.1);

k_o.i — коэффициент одновременной работы для каждой однотипной группы потребителей сжатого воздуха; его значение либо задается технологическим режимом работы потребителей, либо берется на основе статистики работы потребителей (табл.2);

k_э.i — эксплуатационный коэффициент, учитывающий увеличение расхода воздуха из-за износа и неплотностей в соединениях, арматуре, сальниках и в локальной воздушной сети; для пневматического оборудования к_э = 1,5, а для пневмоинструмента кэ = 1,10 — 1,15;

k_и.i — коэффициент использования пневмооборудования или пневмоинструмента, представляющий собой долю времени эксплуатации потребителя за рабочую смену (его значение либо задается технологическим режимом работы потребителей, либо берется на основе статистики работы потребителей (табл.1)).

Средний расход воздуха (q_cp.) и коэффициент использования (k_и.) для некоторых видов потребителей сжатого воздуха

Потребители сжатого воздуха	Характеристика, тип	qcp., нм 3 /мин	kи.
Ковочные или штамповочные молоты	0,5 т 0,75 т 1,0 т 1,5 т 2,0 т 3,0 т 5,0 т 10,0 т	10 13,0 16,5 20,0 24,0 30,0 40,0 55,0	0,65-0,75 0,6-0,7 0,6-0,7 0,6-0,7 0,6-0,7 0,6-0,7 0,5-0,65 0,4-0,5
Молотки	Клепальные Отбойные Бурильные	1,0-1,5 1,2-1,5 2,0-4,0	0,3-0,45 0,3-0,5 0,3-0,4
Сверлильные машины, гайковерты	0,15-2,0 кВт	0,3-0,5	0,3-0,6
Шлифовальные машины	0,15-1,1 кВт	0,5-2,0	0,4-0,8
Машины для резки металла (ножницы, пилы)	0,2-1,3 кВт	0,5-2,0	0,4-0,8
Винтозавертывающие машины	0,15-1,0 кВт	0,4-3,0	0,3-0,6
Вибраторы	—	1,0-3,0	0,3-0,4
Трамбовки	для грунта для бетона	1,2 0,6	0,2-0,4 0,2-0.4
Пистолеты, краскораспылители	—	0,1-0,8	0,5-0,8
Форсунки мазутные	—	0,3-1,0	0,6-0,9
Пескоструйные аппараты *	0,3 — 0,7 МПа	0,45-14,5	0,4-0,8

* — расход воздуха q_ср. через пескоструйные аппараты в зависимости от диаметра сопла и давления воздуха Р₂

Диаметр	Расход воздуха qср в нм 3 /мин при давлении Р2, МПа (абс.)
сопла, мм	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
4	0,45	0,6	0,75	0,9	1,0
5	0,7	0,9	1,2	1,4	1,6
6	1,0	1,3	1,9	2,0	2,3
8	1,7	2,4	3,0	3,6	4,1
10	2,7	3,7	4,6	5,5	6,4
12	4,0	5,3	6,7	8,1	9,3
13	5,4	7,2	9,0	11,1	12,6
15	6,2	8,3	10,3	12,4	14,5

Коэффициент одновременной работы (k_о) потребителей сжатого воздуха в зависимости от числа однотипных потребителей.

Число однотипных потребителей, ni	1	2-3	4-6	7-9	10	11-12
Коэффициент одновременной работы, ko.i	1	0,9	0,8	0,76	0,7	0,67

Винтовой компрессор для локальной воздушной сети подбирается по величинам V_p и конечному давлению сжатого воздуха Р₂ при следующих условиях:

1. Значение Р₂ должно соответствовать наибольшему рабочему давлению из подключенных разнотипных потребителей сжатого воздуха и не должно превышать номинальное конечное давление винтового компрессора;

2. Расчетный расход воздуха для локальной воздушной сети V_p, определенный по формуле ( формула №1 ), должен соответствовать 0,75 — 0,9 номинального расхода воздуха винтового компрессора V_к при давлении Р₂.

Диаметр воздухопровода сжатого воздуха для локальной воздушной сети определяется по формуле

где V — объемный расход сжатого воздуха, м 3 /мин;

где V_к — паспортная производительность компрессора по условиям всасывания, м 3 /мин;

Р₁ — давление воздуха перед компрессором с учетом аэродинамического сопротивления всасывающего тракта компрессора, Р₁ = 9,9 ×10 4 Па;

Р_{2 —} давление сжатого воздуха (за компрессором), Па;

n — показатель политропы сжатия: для охлаждаемых водой поршневых компрессоров n = 1,25 — 1,30; для винтовых компрессоров n = 1,11

W — экономическая скорость воздуха, для нагнетательных воздухопроводов W = 15 м/с (при давлении сжатого воздуха до 10 бар).

В случае наличия на предприятии потребителей сжатого воздуха разного давления Р₂ при децентрализации системы воздухоснабжения создаются отдельные локальные воздушные сети на эти необходимые давления Р₂ с подбором местных компрессорных установок по методике изложенной в данном разделе.

Как посчитать производительность компрессора?

Расход сжатого воздуха и производительность компрессора. Очень часто эти два понятия путают. В чем разница? Производительность компрессора, это то количество воздуха, которое производит винтовой компрессор. Расход воздуха, это то количество воздуха, которое потребляет оборудование на вашем производстве. Расход необходимо знать, чтобы правильно подобрать винтовой компрессор.
Как узнать расход воздуха?
Есть три варианта.

Первый — можно взять документацию на все ваше оборудование и посмотреть в технических характеристиках количество воздуха, необходимое для работы оборудование. Сложить значения всех единиц оборудования и конечная цифра будет являться вашим общим расходом воздуха. Этот метод кажется логичным и простым, но, к сожалению, в реальности все не так гладко. Многие производители оборудования указывают неверные данные по количеству сжатого воздуха, необходимого для работы оборудования, а некоторые совсем ничего не указывают относительно сжатого воздуха. Как ни странно это звучит, но это, действительно, так. В паспорте на оборудование уважающий себя и своих покупателей производитель должен указывать не только требования по количеству воздуха, так же должны быть указаны требования к чистоте воздуха. И цифры должны быть реальными.

Будем надеяться производители оборудования исправятся и начнут комплектовать свое оборудование грамотной документацией. А пока они исправляются, нам нужно как-то понять необходимый расход воздуха в тех случаях, когда в паспорте мы не нашли исчерпывающей технической информации.

Вариант два — провести пневмоаудит. Пневмоаудит позволяет измерить реальный расход сжатого воздуха на вашем предприятии при помощи специального измерительного оборудования. В ваш трубопровод вваривается специальная труба, небольшой длины с вмонтированными измерительными датчиками (датчик давления, датчик расхода и датчик точки росы). Далее вы включаете свое оборудование и приборы показывают вам расход воздуха, давление и точку росы. Данный вариант подходит в том случае, когда на предприятии уже имеется какое-то компрессорное оборудование, которое можно включить для проведения измерений. Если компрессорного оборудования нет совсем, компания, проводящая пневмоаудит может использовать свой тестовый винтовой компрессор для подачи сжатого воздуха в систему проведения всех необходимых измерений. К сожалению, квалифицированных специалистов, способных грамотно провесит пневмоаудит очень мало и найти их непросто.

Третий вариант — вычисление расхода воздуха расчетными методами, без использования специального измерительного оборудования. Рассмотрим данный вариант подробней, т. к. Он является самым простым и не требует никаких финансовых вложений, при этом, многие путаются в понятиях и неверно производят расчеты.
Очень важный момент, который многих сбивает с толку. Производительность и потребление (расход) сжатого воздуха все производители в мире считают в нормальных метрах кубических в минуту. (нм3/мин). В написании может быть не указана буква «н» (м3/мин), ее иногда просто не пишут, но, в любом случае, речь идет о нормальных метрах кубических в минуту. Это означает, что воздух считают не в сжатом виде, а приведенным к давлению 1 атм. Дальше мы еще обсудим этот момент. Это очень важно. Никогда не считают воздух в сжатом виде. Приведу пример. У нас есть компрессор с производительностью 1 м³/мин и давлением 10 атм. У нас есть ресивер, емкостью 1 м³. За какое время винтовой компрессор накачает этот ресивер до давления 10атм? Ваш ответ — за минуту? Ответ неверный. Правильный ответ — за 10 минут. В этом и кроется главная ошибка при расчетах.

Производительность компрессора указана в нормальных м3/мин, приведенных к одной атмосфере, это означает, что компрессор будет накачивать за минуту ресивер на одну атмосферу и ему необходимо 10 минут, чтобы накачать его полностью. Да, в паспорте компрессора указано, что он производит 1 м³/мин, давление 10 атм, это его характеристики. 10 атмосфер это максимальное давление, с которым можем работать данный компрессор. При работе компрессор вырвет воздуха в сжатом виде, но считают воздух всегда по-другому, в несжатом виде. Это единый стандарт, который позволяет всем производителям в мире говорить на одном языке.

Вернемся к расходу (потреблению) сжатого воздуха. Чтобы посчитать расход расчетными методами, необходимо накачать тестовым винтовым компрессором или старым компрессором, имеющимся на производстве, ресивер известного объема, затем выключить компрессорное оборудование и включить оборудование, потребляющее сжатый воздух. Далее, необходимо измерить время, за которое давление в ресивере упадет на 2 атмосферы. Зная объем ресивера и время падения давления можно посчитать реальный расход воздуха. При расчетах не забывайте все считать в нормальных метрах кубических в минуту.

Например. У вас есть ресивер 1 м³/мин. Вы накачали его винтовым компрессором до давление 10 атм, компрессор отключился. Вы включаете оборудование, потребляющее сжатый воздух и у вас падает давление в ресивере с 10 атм до 8 атм за 30 секунд. Как посчитать расход воздуха?

Первым делом приводим расчеты к одной атмосфере. Падения давления на 2 атмосферы за 30 секунд, падение на одну атмосферу за 15 секунд. Будем использовать в расчетах значение времени падения на одну атмосферу — 15 секунд.

Объем ресивера 1 м³/мин. Нас интересует расход в м3/мин. Составляем математическую пропорцию. 1 м³ воздуха тратится за 15 секунд. Хм3/мин будет тратиться за 60 секунд. Х — расход воздуха. Х=1×60 и полученное делим на 15.

Получается 4 м³/мин. Это и есть реальный расход воздуха. Будут вопросы — пишите.