Воздушный компрессор принцип работы: Принцип работы винтового компрессора

Содержание

Бытовой компрессор. Виды и устройство. Работа и применение

Компрессор — это сложный энергетический механизм, для сжатия газообразного вещества, создания воздушного потока под высоким давлением. Широко применяется в повседневной жизни и в производстве. Основной принцип действия заключается в преобразовании механической энергии работы двигателя в энергию потока воздуха или газа.

Конечное давление у всех устройств зависит от показателя мощности двигателя и конструкции механизма нагнетания воздуха. Инновационные технологии, используемые в промышленности, постепенно внедрились в конструкции бытовых приборов. Бытовой компрессор не стал исключением.

Вид, устройство и применение

Бытовой компрессор классифицируется на основании принципа сжатия воздушных масс и последующего их выведения (перекачка).

Выделяют два вида:
  1. Объемный компрессор.
  2. Динамический или лопастной.
Объемный

В агрегате сжатый газ перемещается порциями, в зависимости от устройства и принципа действия конкретного механизма, нагнетания.

Механизм, установленный в камере сжатия, может быть поршневой, роторный, кулачковый, пластинчато-роторный, мембранный или спиральный. В конструкции бытового компрессора применяют мембранный или поршневой механизмы.

Мембранный

Основным элементом устройства, с помощью которого осуществляется процесс сжатия и перемещения воздуха, является мембрана. Она может быть выполнена из железа или резины.

Основные узлы и механизмы мембранного компрессора:
  • Электродвигатель.
  • Герметичная камера с впускным и выпускным клапанами и мембраной.
  • Картер, включающий кривошипно-шатунный и приводной механизмы.
Поршневой

Рабочим элементом в процессе нагнетания объема воздуха в таком виде устройства является поршень.

Основные элементы:
  • Электродвигатель.
  • Камера сжатия, имеющая два клапана на корпусе (впускной и выпускной).
  • Поршень в паре с уплотнителем.
  • Катер
  • Кривошипно-шатунный механизм.

Распространенный вид бытового компрессора — автомобильный. Он имеет небольшую мощность, питание осуществляется от бортовой сети автомобиля 12 В. Используют его для подкачки колес, мячей, тюбингов. Механизмом, осуществляющим работу устройства является поршень или мембрана.

В условиях домашнего применения (ремонтных работ) подбирают бытовой компрессор более мощный, чем автомобильный. Питание устройства предусмотрено от сети 220 В. При проведении ремонтных работ совместно с пневмоинструментом используют масляный коаксиальный компрессор. Осуществляя лакокрасочные работы выбирают безмасляный аналог. Производитель выпускает устройства как с ресивером, так и без него.

Динамический

В динамическом бытовом компрессоре происходит движение газообразной среды непрерывным потоком. Она перемещается между вращающимися лопастями, которые придают потоку скорость. Устройство используют в системах вентиляции и кондиционирования.

По принципу целевого использования динамический делится на виды:
  • Газовые установки применяют для наполнения замкнутых объемов различными газами, такими как метан, пропан, кислород и прочими, за исключением воздуха. При работе не допускается образование искрового разряда.

  • Воздушный бытовой компрессор используют для выполнения небольших объемов малярных работ, для продувки труб систем отопления и водопровода, а также поддержания давления воздуха в шинах автомобиля. Для выполнения малярных работ используют компрессор совместно с
    краскопультом
    .

  • Циркуляционные мембранные компрессоры обеспечивают непрерывное перемещение газа по замкнутой системе каналов. Их используют в производстве систем охлаждения.

Бытовой компрессор состоит из:
  • Двигателя.
  • Ресивера.
  • Манометра.
  • Пневмошланга.

Мощность двигателя — это основной показатель производительности компрессора. Ресивер представляет собой сосуд для аккумуляции объема воздуха и регулировки его расхода, пульсаций при изменении давления. Манометр устанавливается на пневмошланге или на корпусе изделия. Информирует пользователя о нагнетенном давлении в компрессоре.

Конструктивной особенностью некоторых бытовых компрессоров может являться отсутствие емкости для накопления газа. В этом случае, воздух под давлением из выпускного клапана поступает в пневмошланг.

Принцип работы
Мембранные

Мембрану приводит в движение кривошипно-шатунный механизм. Она совершает поступательные и возвратные движения, в результате которых через впускной клапан в камеру нагнетается воздух, а через выпускной под давлением выводится.

Достоинства
  • Герметичность.
  • Высокое давление.
  • Простое управление.
  • Надежность работы механизмов.
  • Высокая устойчивость к коррозии.
Недостатки
  • Длительное использование приводит механизм нагнетания в неисправность.
  • Низкая производительность.
Поршневые

В поршневом механизме перемещение объема воздуха осуществляется поршнем.

Он совершает возвратно-поступательные движения по цилиндру. При движении к нижнему положению в камере создается разряженная среда, открывается впускной клапан, и, в результате перепада давления, камера заполняется частицами воздуха. При стремлении поршня к верхней мертвой точке, в камере создается давление, под действием которого открывается выпускной клапан, и объем воздуха выводится с высокой скоростью.

Масляные коаксиальные

Это разновидность поршневого компрессора. При движении кривошипно-шатунного механизма масло, залитое в картер для смазки поршневой системы, и воздух находятся в одном объеме. В результате происходит подмес частиц масла и воздуха. Эта смесь выводится через выпускной клапан.

Достоинства
  • Долговечность.
  • Надежность.
Недостатки
  • В исходящем потоке воздуха присутствуют частицы масла, что ограничивает область применения.
  • Необходимость установки очистных фильтров.
  • Дополнительные финансовые затраты.
Безмасляные

Потоки воздуха не смешиваются с частицами смазки. Они локализуются в разных местах поршневой системы и выводятся через разные клапаны. Исходящие воздушные массы проходят дополнительную очистку от примесей. Этот этап необходим для выполнения компрессором своих функций.

Достоинства
  • Не требуется установка дополнительных маслоулавливающих фильтров.
  • Не требуется дополнительных расходов по замене очистных фильтров.
Недостатки
  • Рабочий ресурс меньше, чем у масляных компрессоров.
  • Перегрев, высокая нагрузка на двигатель.
  • Высокий уровень шума в процессе работы.
Динамический

Перемещает воздушные массы посредством лопаточного механизма. Основой принципа действия является движение воздуха сквозь межлопастные каналы ротора и стационарные каналы установки.

Достоинства
  • Низкий уровень шума.
Недостатки
  • Недолговечны, ввиду постоянной работы.
  • Высокое потребление электроэнергии.
Как выбрать бытовой компрессор

При выборе бытового компрессора необходимо обратить внимание на показатель мощности двигателя и создаваемое им давление. Эти показатели указываются производителем в инструкции. Необходимо, чтобы максимально создаваемое давление компрессора было несколько выше потребляемого.

Для бытового применения используются установки с объемом ресивера около 200 литров, рабочий процесс занимает 3-5 минут. Выбор компрессора с большим накопителем увеличит габариты и время работы инструментом.

Для использования компрессора совместно с пневматическим инструментом, предпочтение отдают масляным коаксиальным поршневым компрессорам. Безмасляный бытовой компрессор — приобретают для выполнения лакокрасочных работ.

Похожие темы:

Как устроен воздушный бензиновый компрессор

Агрегаты, предназначенные для производства сжатого воздуха, широко используют при решении различных задач. Они востребованы как в промышленности, так и в строительстве, дорожных работах, авторемонте и других сферах деятельности, в том числе там, где нет возможности подключиться к централизованным сетям энергоснабжения. В последнем случае обычно применяют модели, оснащенные двигателем внутреннего сгорания, и в частности бензиновые установки.

Преимущества бензокомпрессоров

Одним из наиболее значимых плюсов агрегатов, работающих на бензине, является автономность. Такие устройства не требуют наличия внешних источников питания (электросети или генератора), а потому подходят для использования в полевых условиях, при строительстве в отдаленных районах и т.д. Что же касается других достоинств, то к их числу можно отнести:

  • простое устройство бензинового компрессора, обеспечивающее надежность, а также высокую ремонтопригодность техники;
  • широкий диапазон производительности (от 300 до 2000 л/мин), что позволяет подобрать устройство, соответствующее запросам конкретного потребителя;
  • удобство обслуживания — в отличие от дизельных установок с двухтактным мотором, бензиновые модели не требуют смешивания топлива с маслом, что упрощает заправку;
  • компактные размеры и небольшой вес, благодаря которым технику отличает высокая мобильность — при необходимости агрегат можно перевезти в обычном легковом автомобиле.

Нельзя не отметить и разнообразие модельного ряда оборудования. В зависимости от устройства, бензиновые компрессоры делят на винтовые и поршневые, масляные и безмасляные, с воздушным и жидкостным охлаждением, и т.д. Их классифицируют как по конструкции, так и по принципу действия, техническим характеристикам, эксплуатационным возможностям и другим параметрам.

Конструкция бензинового оборудования для производства сжатого воздуха

Поскольку в рамках одной статьи невозможно рассмотреть конструкцию всех агрегатов, мы предлагаем изучить базовое устройство и принцип действия бензинового компрессора. При этом еще раз повторим, что все модели в большей или меньшей степени отличаются друг от друга, а потому могут иметь дополнительные конструкционные элементы.

Перечень основных узлов бензинового компрессора включает в себя:

  • двигатель внутреннего сгорания, который преобразует тепловую энергию в механическую;
  • блок сжатия воздуха — в зависимости от модели, может быть как винтовым, так и поршневым;
  • ресивер, предназначенный для хранения сжатого воздуха, а также для его дополнительного охлаждения и очистки от конденсата.

Как видите, устройство бензинового компрессора совсем несложное. Но для того, чтобы было понятнее, как происходит сжатие воздуха, следует подробнее рассмотреть принцип действия агрегатов.

Особенности работы поршневых и винтовых установок

Среди всех моделей оборудования для производства сжатого воздуха, представленных на современном рынке, поршневые и винтовые компрессоры получили наибольшее распространение. Поэтому рассматривая принцип действия установок, мы остановимся подробнее именно на такой технике.

В целом винтовые и поршневые бензиновые компрессоры имеют схожее устройство. Двигатель внутреннего сгорания преобразует тепловую энергию в механическую, которая затем приводит в действие узел сжатия воздуха. И вот здесь-то начинаются отличия.

  • Поршневые агрегаты. Устройства этого типа сжимают воздух за счет возвратно-поступательного движения поршня. При подъеме последнего в цилиндре наступает разряжение. Когда его сила преодолевает усилие пружины входного клапана, внутренний объем заполняет воздух. Далее поршень начинает движение в обратном направлении, вследствие чего происходит сжатие рабочей среды. При достижении расчетного уровня давления срабатывает нагнетательный клапан, и сжатый воздух поступает в ресивер.
  • Винтовые агрегаты. Данный вид компрессоров для сжатия рабочей среды использует силу вращения. Винтовая пара состоит из двух роторов — ведущего и ведомого, которые образуют со стенками корпуса воздушные камеры. Во время вращения винтов объем внутренних камер то уменьшается, то увеличивается. При увеличении возникает разряжение, и воздух из окружающего пространства поступает в компрессор. Далее объем камеры сокращается и, как следствие, происходит сжатие воздушной массы.

Обратите внимание! Несмотря на то, что устройство бензиновых компрессоров, а также принцип их действия не отличается особой сложностью, перед покупкой агрегата стоит проконсультироваться со специалистом. Данная рекомендация обусловлена тем, что ошибки при выборе техники ведут к непредсказуемым последствиям. Вплоть до полного выхода из строя компрессора, а также сопряженного с ним пневмоинструмента.

Чтобы избежать возможных проблем и гарантировать бесперебойную работу агрегата, свяжитесь с консультантами нашей компании. Специалисты уточнят желаемые параметры, технические характеристики, будущие условия эксплуатации и подберут подходящую модель.

Подготовлено: Евгений Желтов

Ресивер в компрессоре: его назначение и особенности

Оборудование для производства сжатого воздуха используют повсеместно. Его применяют во всех отраслях промышленности, при выполнении строительных работ, в авторемонте, при производстве продуктов питания, в сельском хозяйстве, а также в любых других направлениях деятельности современного человека. В подавляющем большинстве случаев агрегаты используют в комплекте с ресивером — металлическим сосудом, в который поступает сжатый воздух. Данные резервуары также получили широкое распространение, поэтому заслуживают более подробного рассмотрения.

Ознакомившись с этой статьей, вы узнаете, для чего нужен ресивер в компрессоре, какие функции он выполняет и так ли обязательно его использовать, как о том говорят производители. Эта информация пригодится как при выборе, так и при эксплуатации оборудования.

Назначение воздухосборника или зачем нужен ресивер в компрессоре?

Среди всех типов установок, предназначенных для сжатия различных сред, наибольшее распространение получили поршневые и винтовые агрегаты. Первые сжимают воздух за счет возвратно-поступательного движения поршня. При этом в цилиндре попеременно возникает то разряжение, то повышение давления. Как следствие, в случае прямого подключения, в пневмосистеме предприятия возникает пульсация. При эксплуатации винтовых агрегатов этот эффект выражен не столь явно, но тоже присутствует.

Вместе с тем отметим, что значительная часть пневмооборудования чувствительна к качеству подачи сжатого воздуха, поэтому при постоянной пульсации в системе быстро выходит из строя. Решением проблемы стало применение воздухосборников, которые гасят помпаж и обеспечивают стабильное снабжение инструмента сжатым воздухом. Впрочем, выравнивание давления — это важный, но не единственный ответ на вопрос о том, для чего нужен ресивер в компрессоре. Помимо этого резервуары решают и другие задачи, в том числе:

  • Накопление воздуха. С помощью воздухосборника можно устранить проблему пиковых нагрузок, которые возникают на предприятии при одновременном подключении большого числа потребителей. Без использования ресивера такая задача решается только заменой компрессора на более мощную модель, что чаще всего нецелесообразно из-за высокой стоимости агрегатов.
  • Дополнительное охлаждение и очистка от конденсата. В соответствии с законами физики, при сжатии температура рабочей среды повышается. После того как воздух попадает в пневмосистему предприятия, он снова остывает. При этом содержащаяся в нем влага выпадает в виде конденсата. Это ведет к коррозии металла и повреждению оборудования. Ресивер решает и эту проблему. Его встраивают между компрессором и потребителями. Снижение температуры рабочей среды и выпадение конденсата происходит именно в воздухосборнике, как следствие, оборудование надежно защищено от влаги. Последнюю, кстати, удаляют из ресивера через специальный сливной кран.
  • Снижение вибрации. И бензиновые, и дизельные двигатели внутреннего сгорания, равно как и электрические моторы, вибрируют при работе. При этом важно отметить, что увеличение вибрации ведет к росту уровня шумового загрязнения помещения, а также к разрушению основания, на котором установлен агрегат. Применение воздухонакопителя объемом 500 и более литров позволяет значительно сократить вибрацию двигателя.

Мы перечислили основные ответы на вопрос о том, зачем нужен ресивер в компрессоре. Что же касается других значимых функций воздушного резервуара, то к их числу можно отнести:

  • дополнительную очистку рабочей среды от пыли и других загрязнений;
  • повышение энергоэффективности оборудования;
  • сокращение циклов включения/выключения компрессора;
  • снижение затрат на охлаждение сжатого воздуха;
  • нейтрализация завихрений, которые образуются при нагнетании газа.

Как видите, воздушные ресиверы решают множество задач, связанных с обеспечением стабильной работы потребителей. Практика показывает, что во многих случаях нормальная работа предприятия невозможна без использования воздухонакопителей. А там, где без них можно обойтись, установка ресивера сокращает эксплуатационные затраты, продлевает срок службы оборудования, повышает эффективность техники.

Обратите внимание! Рассказывая, зачем нужен ресивер в компрессоре, мы не преследовали рекламных целей. Главная задача этой статьи состоит в том, чтобы предоставить вам максимально подробную информацию о воздухонакопителях.

Купить ресивер для компрессора или нет? Каждый пользователь самостоятельно принимает это решение. Со своей стороны мы готовы проконсультировать вас по всем вопросам. Если после прочтения материала остались неясности, свяжитесь с нашими специалистами для получения дополнительных сведений или помощи в выборе ресивера.

Подготовлено: Дмитрий Запорожцев

Компрессоры сжатого воздуха

Воздушный компрессор – это агрегат, необходимый для осуществления процесса сжатия воздуха и подачи его в пневмопотребитель под давлением. Любой пневмоинструмент, работающий со сжатым воздухом, нуждается в компрессоре. Компрессоры бывают различных типов, но основными типами для использования на производстве и в бытовых целях являются винтовые и поршневые. Некоторые виды компрессоров имеют как схожие элементы, так и конструктивные отличия. Существуют компактные и достаточно большие агрегаты, переносные и стационарные. Для определенных областей применения существуют варианты исполнения из различных материалов. 

Особенности подбора компрессоров

При расчете компрессора важными параметрами являются степень сжатия, давление, производительность и прочие технические данные. Но одним из важнейших моментов такого расчета является определение необходимого типа компрессора и его технических параметров. Также следует учитывать конструктивные особенности пневмоинструмента, например, если инструмент должен работать при давлении 5-7 бар, то компрессор должен быть рассчитан как минимум на 7-9 бар. Необходимо учитывать также перепады давления, реальные особенности и структуру пневмосети. Как правило, в прилагаемом техническом описании компрессора указываются данные по потреблению воздуха и производительности без учета перепадов на магистрали, это тоже следует учесть.

Компрессоры винтового типа

Винтовой компрессор — это достаточно простое и надежное оборудование, которое при должном техническом обслуживании будет экономить средства и электроэнергию, а также обеспечивать долговечную и качественную работу.
Исходя из практики, для промышленного применения характерно использование воздушных компрессоров винтового типа, так как они имеют достаточно высокую производительность. Кроме того, они имеют множество технологических особенностей и опций, подходящих для использования в промышленных отраслях. Основной особенностью конструкции винтовых компрессоров является винтовая пара, состоящая из ведущего и ведомого ротора. Она служит непосредственно для процесса сжатия и является одним из главных элементов компрессора.

Принцип работы:

Корпус компрессора и роторы образуют камеру сжатия. Винтовая пара, состоящая из ведущего и ведомого роторов, находится в сцепленном состоянии. По мере вращения винтов в противоположном направлении, объем камеры увеличивается и начинается процесс всасывания воздуха. При достижении максимального объема всасываемого воздуха, камера изолируется от патрубка всасывания, и теперь пара роторов начинает сокращать объем и направлять сжатый воздух в камеру нагнетания.

Если компрессор маслозаполенный, то масло отводит тепло, возникающее при сжатии, и далее отделяется в сепараторе, а из компрессора выходит чистый сжатый воздух. Как правило, маслозаполненные компрессоры имеют чуть больший КПД , чем безмасляные. Особенностью таких компрессоров является плавная, равномерная работа с низким уровнем шума. В случае безмасляного компрессора масло не охлаждает агрегат, поэтому сжатие происходит в несколько этапов, как правило, в две ступени. Результатом этого является чистый воздух без примесей масла, но сам агрегат, как правило, стоит дороже и более сложен в техобслуживании. Такие компрессоры незаменимы в тех процессах, у которых необходим чистый воздух, например, в химических или фармацевтических отраслях. Для охлаждения такого типа компрессоров используется впрыск воды.

Преимущества и недостатки:

Преимуществами винтовых агрегатов является простота конструкции, небольшой уровень шума, надежные и долговечные составные элементы конструкции, достаточно небольшая стоимость эксплуатации, малое содержание масла в воздухе, небольшие габариты и т.д. В винтовых компрессорах возможна частичная разгрузка с понижением мощности и изменением объема всасываемого воздуха. Также такие компрессоры можно устанавливать в параллель, образуя агрегаты повышенной мощности.
Из существенных недостатков можно отметить лишь достаточно высокую стоимость.

Компрессоры поршневого типа

Поршневые компрессорные агрегаты повсеместно используются в быту и на малых и средних предприятиях. В отличие от других типов компрессоров, у данного типа оборудования основной рабочей системой является поршневая группа.

Основные элементы:
  • группа цилиндров;
  • группа поршней;
  • элементы обеспечения движения;
  • клапаны и трубопроводы регулировки производительности;
  • система смазки;
  • охлаждающая система;
  • установочные элементы.

Конструкция поршневого воздушного компрессора представляет собой чугунный (или из иного материала) корпус с горизонтально или вертикально установленным цилиндром.
Рабочая группа включает в себя поршень, клапан нагнетания и клапан всасывания. Движение обеспечивается двигателем посредством КШМ. Перемещение поршня определяет процесс всасывания и сжатия воздуха в камере цилиндра. Воздух поступает в цилиндр через открытый клапан всасывания, так как при движении поршня возникает разряжение, открывается клапан всасывания и впускает воздух. Во время обратного перемещения объем поршневой камеры уменьшается и происходит сжатие воздуха и увеличение его давления. Клапан всасывания закрывается и открывается клапан нагнетания, через который сжатый воздух подается в магистраль. Поскольку при таком принципе работы существует достаточно большой риск износа механизмов, в воздух добавляются частички масла, благодаря чему происходит смазывание и снижение трения. Данный цикл является повторяющимся, и в процессе работы воздух поступает в пневмоооборудование под необходимым давлением.

Поршневой воздушный компрессор имеет достаточно простую и эффективную конструкцию, при этом сохраняя достаточно высокую производительность и качественные эксплуатационные характеристики. Как правило, на большинстве производств используемые компрессоры дублируют, поскольку в случае выхода из строя или при необходимости технического обслуживания рабочего компрессора, его заменяет второй и обеспечивается непрерывность рабочего процесса. 

Представленные выше типы агрегатов применяются во множестве отраслей промышленности, имеют высокие рабочие характеристики, являются надежными и долговечными при условии соответствующего техобслуживания и грамотной эксплуатации. Они могут использоваться для работы с большинством пневматических инструментов.

Преимущества и недостатки:

Преимуществом поршневого компрессора является простота конструкции и достаточно несложное техобслуживание. Также компрессоры такого типа имеют достаточно небольшую стоимость в сравнении с другими типами компрессоров. 
Недостатком является достаточно частое техобслуживание и затраты на него, большой износ трущихся частей, нагрев в процессе работы, и, как следствие, необходимость дополнительного охлаждения.

Расчет объема ресивера

Одним из важных параметров, которые должны быть учтены при расчете компрессора, является объем ресивера.
Если компрессор используется для бытовых целей, то объема в 30-50 литров вполне должно хватить.
В промышленных компрессорах объем ресивера может составлять более 200 литров. Ресивер необходим для предотвращения перепадов давления при запуске двигателя и защищает компрессор путем снижения количества пусков-остановов, что ведет к более долговечной работе. Объем ресивера следует выбирать исходя из поставленной задачи и из числа активных потребителей воздуха.

Область применения поршневых компрессоров

Компрессоры указанных выше типов используются повсеместно – в энергетике и медицине, на строительных объектах, в системах охлаждения и в машиностроении, на военных объектах, в сталелитейной и текстильной промышленности. Особенно важным является применение в пищевой промышленности. Множество переключающих, запорных и противосмесительных клапанов имеют воздушный пневмопривод. Как правило, клапаны объединены в кластеры, к которым также необходимо обеспечить постоянную подачу чистого сжатого воздуха. В случае возникновения проблем с компрессором, возможно нарушение функционала таких клапанов и, как следствие, дорогостоящие ошибки и неисправности при производстве продуктов питания.

Компрессорное оборудование также является неотъемлемой частью множества технологических процессов, таких, как:

  • работа с пылесборниками и пневматическими муфтами при производстве цемента,
  • постоянная подача сжатого воздуха для электростанций, пескоструйная обработка,
  • покраска надувка шин в автомобильной промышленности,
  • подача воздуха для нагрева или охлаждения стали в сталелитейной промышленности,
  • сжатый воздух необходим для перемещения жидкостей и создания давления в резервуарах в химической промышленности,
  • процесс упаковки, работа с продуктом, управление пневматикой в пищеовй промышленности,
  • охлаждающий воздух для роботов в машиностроении,
  • воздух для процесса упаковки и производства лекарственных средств в фармацевтической отрасли,
  • подача воздуха в пневматический инструмент на строительных объектах,
  • перемещение угля и руды, подача воздуха в шахты, обеспечение работоспособности для машин в горнодобывающей промышлености,
  • распыление порошковых сред и прочие технологические процессы в целлюлозно-бумажной промышленности.

Управление компрессорным оборудованием

Управление компрессором, а именно регулирование его функционала необходимо для обеспечения стабильной работы и обеспечения соответствия необходимым рабочим условиям. В основном, регулирование осуществляется путем использования реле давления и определенной системы настройки. Данные настройки обеспечивают постоянное давление в ресивере. Автоматика отключает компрессор при достижении давлением установленного максимума, и включает, как только активируется автоматика защиты по нижнему допустимому давлению. 
Кроме автоматики, срабатывающей по давлению, необходимо еще множество предохранительных элементов – запорные клапаны на линиях всасывания и нагнетания, индикаторы контроля уровня масла, датчики давления масла, соленоидные клапаны и т.д.
Для корректной работы компрессора часто используются дополнительные опции: частотный преобразователь, рекуперационный теплообменник (экономайзер), лренажные и охладительные линии.

Полезная информация о воздушных компрессорах: типы, принцип действия

На этой странице представлена полезная информация о воздушных компрессорах. Вы узнаете о типах, принципе действия, областях применения.

Выбрать компрессор вы можете на странице нашего каталога >>>

Типы устройств:

1б. Компрессор газовый

Любой газ, кроме азота, имеет отличные от воздуха физические и химические свойства, поэтому компрессоры, предназначенные для сжатия газов, проектируют с учетом этих свойств, и называют газовыми компрессорами.

Типичные газы, для которых конструируются газовые компрессоры: азот (чистый), аргон, гелий, водород, углекислый газ, аммиак, метан (и его природные смеси), кислород, ацетилен, пропан-бутановые смеси, элегаз и др.

Например, пищевая промышленность активно использует азот и углекислый газ для создания инертной среды хранения продуктов, а так же углекислый газ для сатурации напитков. Горная промышленность требует азот для систем подземного пожаротушения. Специальные газовые компрессоры сжимают метан или пропан-бутановую смесь в качестве топлива. Кислород требуется в металлургии при конверторной плавке стали и в медицине. Аргон используется в технологических процессах в качестве инертной среды и при аргоновой сварке, гелий — в тестах на герметичность. А химическая промышленность использует газовые компрессоры для совершенно различных газов.

Выбрать газовый компрессор сложнее чем воздушный. Поэтому подбор газового компрессора лучше осуществлять после консультации с нашими специалистами.

Поршневой компрессор Reavel позволяет сжимать наиболее распространенные газы. Данная установка адаптиварана для сжатия водорода

Генератор азота CompAir выделяет азот из воздуха методом короткоцикловой адсорбции

 

2. По конечному давлению

По конечному давлению компрессоры условно делят на:
— газодувки или воздуходувки — до 1 атм
— низкого давления — от 2 до 12 атм
— среднего давления — от 12 до 100 атм
— высокого давления — от 100 до 1000 атм
— сверхвысокого давления, предназначенные для сжатия газа выше 1000 атм.

Как правило, для обеспечения заводской сети сжатым воздухом применяются устройства с конечным давлением 7,5-10 атм. Поэтому иногда термин «Компрессоры высокого давления» применяется для компрессоров свыше 10 атм.

 

3. По принципу действия

По принципу сжатия воздуха компрессорные установки делятся на:
— динамические
— объемные.

В машинах динамического действия вращающееся рабочее колесо с лопатками разгоняет поток газа, который после тормозится в диффузоре, что приводит к увеличению давления. К динамическому типу относятся в первую очередь центробежные турбокомпрессоры. Центробежные компрессоры достаточно компактны, малошумны, имеют хороший кпд (только в узком диапазоне производительности), но имеют плохие регулировочные свойства. Мощность центробежных агрегатов начинается от сотен киловатт.

В устройствах объёмного действия давление нагнетается в результате изменения объёма рабочей камеры. Объемные компрессоры по конструктивной схеме в свою очередь делятся на:

  • винтовые
  • поршневые
  • спиральные
  • роторно-пластинчатые
  • мембранные.

Также к этому типу относятся роторные воздуходувки типа Рутс.

Наибольшее применение в машинах объемного принципа действия нашли поршневые и винтовые компрессоры.

Поршневые компрессоры

Поршневой воздушный компрессор изобретен в середине XVII века, и с тех пор активно эксплуатируется в различных отраслях промышленности. Принцип действия поршневых компрессоров основан на всасывании и нагнетании воздуха посредством поступательного движения поршня. Всасывание и нагнетание контролируется обратными клапанами. Использование нескольких ступеней сжатия с промежуточным охлаждением позволяет достигать высокого давления воздуха (газа),что является одним из преимуществ. Также данные устройства позволяют осуществлять сжатие технических газов. Диапазон поршневых компрессоров начинается с дешевых бытовых воздушных компрессоров и заканчивается огромными промышленными агрегатами мощностью в несколько мегаватт.

Винтовые компрессоры

Винтовой воздушный компрессор изобретен сравнительно недавно (запатентован в XX веке). Процесс сжатия происходит внутри камеры, образующейся между поверхностями вращающихся в противоположную сторону винтов (роторов) и стенками корпуса винтового блока. Камеры сжатия по мере вращения винтов постепенно уменьшается.  Внутри винтового блока ведущий винт передает вращение ведомому. Масло, поступающее в винтовой блок, позволяет винтам избежать прямого контакта и, соответственно, страхует от повреждения. Помимо смазки, масло также уплотняет зазоры в винтовом блоке и осуществляет функцию теплоотвода, что является существенным, так как большая часть энергии сжатия превращается в тепло. Данная технология сжатия получила широкое распространение в промышленных агрегатах от нескольких киловатт до нескольких сотен киловатт.

Преимущества:

  • низкий уровень вибрации и шума
  • большой срок эксплуатации
  • хорошие возможности регулирования производительности при относительно низких затратах энергии
  • относительно невысокая стоимость владения
  • возможность эксплуатации при непрерывной долговременной нагрузке
  • простота технического обслуживания
  • относительно небольшие  габариты и масса и др.

Элемент сжатия в роторно-пластинчатых компрессорах состоит из ротора с пазами, в которых свободно перемещаются пластины, статора и боковых крышек. Благодаря несоосности осей ротора и статора, объем камер сжатия, образуемых соседними пластинами, уменьшается.

В спиральных компрессорах камеры сжатия образуются между неподвижным и подвижным спиральными элементами.

Мембранные компрессоры не имеют подвижных частей в камере сжатия, объем меняется благодаря прогибу мембраны. Мембранные компрессоры способны сжимать очень агрессивные газы, а также достигать сверхвысоких давлений.

Как видно, в диапазоне, где обычно работает промышленный компрессор, у заказчика есть выбор купить компрессор поршневой, винтовой, роторно-пластинчатый и др. Каждая конструктивная схема обладает своими особенностями, которые надо учесть.

Компрессионные элементы различных типов компрессоров

Поршневая 
голова
 

Винтовой 
блок

Блок подвижных и неподвижных спиралей

Ротор c пластинами 
и статор

   

 

Мембранный 
блок

Турбина

Блок с трехкулачковыми роторами

 

 

4. Маслосмазываемые и безмасляные 

Компрессор воздушный (реже газовый), в котором  сжимаемый воздух (газ) не контактирует со смазочным маслом, тем самым им не загрязняясь, называют безмасляным. В противоположность, остальные компрессоры называются маслосмазываемые или маслозаполненные.

В пищевой и фармацевтической промышленности кроме пневмоавтоматики специальные безмасляные воздушные компрессоры используются в ситуациях, где присутствует (штатно или аварийно) контакт воздуха с продуктом: барботаж жидких компонентов, транспорт порошкообразных компонентов или продукта. Современный стандарт GMP (Good Manufacturing Practice) требует использования на фармацевтических предприятиях только безмасляного воздуха.

Еще более критично использование безмасляных воздушных компрессоров в медицине, где сжатый воздух приводит в действии стоматологическое и хирургическое оборудование.

На поршневые безмасляные агрегаты устанавливаются цилиндры, способные работать на сухом ходу (без подачи смазочного масла). Так же необходимым элементом поршневого безмасляного компрессора является фонарь — открытая камера, исключающая заброс масла по штоку из камеры кривошипно-шатунного механизма в камеру сжатия. Безмасляные поршневые промышленные компрессоры дороже маслосмаазываемых поршневых промышленных компрессоров. Но если сравнивать в категории мелких бытовых поршневых компрессоров, то часто здесь безмасляные поршневые компрессоры дешевле маслосмазываемых, т.к. «безмасляность» вызвана удешевлением конструкции в ущерб ресурсу.

Конструкции безмасляных винтовых промышленных компрессоров заметно отличаются от маслосмазываемых. Безмасляные бывают двух типов:  сухого сжатия и с водяным впрыском.

В безмасляных винтовых компрессорах сухого сжатия масло в винтовой блок не поступает, поэтому передача вращения осуществляется через шестеренчатый привод, осуществляющий одновременное вращение роторов. Вследствие того, что тепло не отводится, степень сжатия не может быть высокой (3,5 бар). Для увеличения давления используют промежуточный охладитель и вторую ступень сжатия, что позволяет достичь 10 бар. Специальный шестеренчатый привод и двухступенчатое сжатие существенно влияют на цену, которая значительно превышает стоимость маслозаполненных устройств. В безмасляных винтовых компрессорах с водяным впрыском камеры сжатия образуются между единственным ротором, двумя уплотняющими колесами блока и корпусом блока. Благодаря отличному теплоотводу у этих компрессоров одна степень сжатия и даже отсутствует концевой охладитель.

Турбокомпрессоры, мембранные и спиральные промышленные компрессоры всегда являются безмасляными.

Выбор между масляным и безмасляным компрессором неоднозначен. Иногда, вполне достаточно  купить компрессор маслосмазываемый вместо изначально запрашиваемого безмасляного, но обязательно снабдив его комплектом дополнительных фильтров для очистки от масла.

Получение безмаслянного воздуха в устройствах различных типов

 

5. По компоновке

Часто именно соответствие компоновки является решающим аргументом для того, чтобы заказать компрессор того или иного типа. Газовые или воздушные компрессоры по компоновке можно условно разделить на:

5.1. По степени автономности
— стационарные – обычно это промышленные агрегаты с электроприводом
— передвижные на шасси, буксируемые и возимые – обычно дизельные установки
— автономные компрессорные станции – обычно это промышленные компрессоры с системой подготовки воздуха, смонтированные в контейнере.

5.2. По типу привода
— от электродвигателя (электрические воздушные компрессоры 380в или 220в)
— от двигателя внутреннего сгорания
— от гидравлических систем
— от вала отбора мощности и др.

5.3. По числу ступеней сжатия:
— одноступенчатые
— двухступенчатые
— многоступенчатые.

5.4. По применяемой системе охлаждения:
— воздушного охлаждения
— жидкостного охлаждения.

5.5. По комплектации: с ресивером, с осушителем, со с встроенными фильтрами, с электронным контроллером, с частотным приводом и пр.

Различные варианты исполнения

 

 Чтобы увидеть товары – перейдите на страницу нашего каталога >>>


Компрессор дизельный: устройство и принцип работы, разновидности изделия и область использования

Это информационная статья. Ознакомиться с ассортиментом и заказать передвижной компрессор можно на странице нашего каталога >>> Если у вас после прочтения останутся вопросы- обращайтесь к нашим специалистам по контактному телефону. Мы обязательно поможем сделать правильный выбор!

Принцип действия и варианты исполнения

Принцип действия передвижных компрессоров схож со стационарными, но специальные требования к конструкции диктуют свои особенности.

Способ передвижения бывает:

  • На шасси. Можно прицеплять к автомобилю и перевозить между не слишком удаленными объектами. Шасси могут различаться типом дышла (регулируемое/нерегулируемое по высоте), способом торможения (без тормозов, с тормозом наката) и типом прицепного элемента (кольцо, шар и пр.).
  • На раме/стойках. Перевозится в кузове автомобиля, трала, или другого транспортного средства.
  • На салазках для недальней буксировки по слабонесущим грунтам.
Компрессор на раме перемещается на прицепе вместе со вспомогательным оборудованием Компрессор на двухосном шасси с регулируемымпо высоте дышлом и тормозом наката.

Двигатели передвижных компрессоров бывают:

  • Дизельные и бензиновые (на малых мощностях), которые обеспечивают полную автономность.
  • Электрические, которые стоят дешевле, обеспечивают более экономичную и простую эксплуатацию, работают с меньшим шумом относительно топливных компрессоров, но «привязывают» оборудование к мощному источнику электрической энергии.
  • Гидравлические, которые можно подключать к существующей гидростанции или гидросистеме экскаватора.
  • А так же компрессоры без собственного двигателя, которые можно подключать к валу отбора мощности ходового двигателя транспортного средства.

Компрессор Rotair с гидроприводом установлен на экскаваторе и подключен к его гидросистеме

Тип компрессионного элемента

Подавляющее большинство передвижных компрессоров – винтовые.

Поршневые компрессоры на рынке представлены торговыми марками ПКС и ПКСД разработки второй половины 20 века, которые постепенно вытесняются винтовыми дизельными компрессорами.

Кроме обычных преимуществ агрегатов этого типа перед поршневыми, в винтовых дизельных передвижных компрессорах дополнительным преимуществом является легкость запуска из-за небольшой инертности винтового блока.

Привод компрессионного блока в зависимости от инерции компрессионного блока и легкости запуска дизельного двигателя бывает:

  • постоянно включенный (прямой или через ремень)
  • с механическим сцеплением
  • с центробежной муфтой

Бак-сепаратор делается из улучшенных сталей с учетом возможного продолжительного его нахождения при отрицательных температурах.

Ввиду невозможности встраивания в компрессор больших емкостей (ресиверов), обычная схема «нагрузка-разгрузка» (как у цехового компрессора) не может быть применена и производительность передвижного компрессора регулируется всасывающим клапаном. Этот метод крайне энергозатратный, поэтому оборудование более высокого класса регулируют производительность в первую очередь уменьшая частоту вращения двигателя, и только потом прикрывают всасывающий клапан.

  •                            Внутреннее устройство винтового компрессора с регулятором оборотов двигателя
  • Конструктивной особенностью большинства передвижных компрессоров также является наличие хорошей шумоизоляции.
  • Опции
  • В зависимости от назначения, передвижные компрессоры могут быть оснащены различными опциями, вот некоторые из них:
  • «Зимний» пакет облегчает запуск зимой
  • Концевой охладитель, влагоотделитель и догреватель вместе способны получить на выходе из компрессора наиболее сухой воздух
  1. Комплект BS для работы с пескоструйными аппаратами, состоящий из охлаждающего радиатора с сепаратором-влагоотделителем, удаляющим основную часть влаги из сжатого воздуха
  2. Лубрикатор может добавлять масло в воздух для смазки пневоинструмента
  3. Полезными также могут быть: встроенный ящик для инструментов, катушка для сматывания шланга, фильтр дизельного топлива с водоотделителем, настройка термостата (для преимущественной работе при низких или высоких температурах), встроенные одно- и трёхфазные генераторы различных мощностей.
Лубрикатор для смазки пневмоинструмента Встроенный генератор с розетками на 220 и 380 В
  • Искрогаситель и система аварийного останова двигателя (защищает двигатель от «разноса» при его неконтролируемом разгоне) позволяют использовать компрессор в местах возможного скопления взрывоопасных газов.
  • Шумоизоляция кожуха снижает общий уровень шума, производимого компрессором, что является необходимым при использование компрессора в городской застройке.
  • Кольцо для крана позволяет грузить компрессоры на автотранспортные средства, а так же легко перемещать его по стройке.
  • Для того, чтобы купить дизельный передвижной компрессор, можно обратиться в нашу компанию по телефону, расположенному в разделе «Контакты».

Источник: https://rutector.ru/press/articles/2017/06/informaciya-o-peredvizhnyh-kompressorah

Сферы применения компрессоров

Компрессоры пользуются большой популярностью во многих отраслях народного хозяйства, включая бытовое применение, и ценятся за надёжность, высокий коэффициент полезного действия, длительные сроки эксплуатации.

Наиболее востребованными у потребителей являются воздушные компрессоры, без которых трудно обойтись как в промышленности, так и в современной повседневной жизни и трудовой деятельности.

Назвать отрасль промышленности, в которой не применяются компрессоры невозможно. Практически они нужны везде и особенно там, где требуется оперативное, безопасное и рентабельное течение трудовых процессов. В газовой и нефтяной промышленности — целые компрессорные установки производят бурение скважин и подъём полезных ископаемых, а потом их сжатие, сбор и транспортировку по трубопроводам. В транспортной промышленности – компрессоры закачивают воздух в турбореактивные двигатели, салоны самолётов и подводных лодок. Тормозная система ЖД-транспорта, а также – двигатели внутреннего сгорания тоже не обходятся без применения компрессоров.  В энергетике – наличие компрессоров гарантирует безаварийное функционирование электростанций. В пищевой промышленности — компрессорные аппараты обеспечивают охлаждение воздуха в холодильных установках и рабочих инструментах. Они заметно облегчают изготовление, перемешивание и упаковку многих продуктов. В строительстве — с помощью компрессоров работают пневмоинструменты типа отбойных молотков, пескоструйные машины, бетоноломы, пульверизаторы, краскопульты и многие другие устройства. Компрессорные установки осуществляют демонтаж зданий и других сооружений, шлифовку бетона и твёрдых поверхностей, очистку больших площадок от загрязнений и т. д. В дорожно-монтажных работах — строительный компрессор выполняет снятие слоёв асфальта, а инструменты, питаемые компрессорами, используются при укладке цемента. Для строительства эстакад и мостов вдали от источников электричества, используются мобильные компрессоры, работающие на дизтопливе. В медицине и фармацевтике — использование компрессоров необходимо в стоматологии и многих других разделах отрасли, например – в работе дыхательных аппаратов. Они же применяются для изготовления и упаковки лекарственных средств. Вышеперечисленное — лишь малая часть всех сегментов трудовой хозяйственной деятельности человека, нуждающихся в эксплуатации компрессоров. По существу, компрессорное оборудование постоянно требуется в местах, где для производственных процессов нужно применение значительных усилий и стабильная надёжная деятельность. Компрессоры подают воздух в пневматические системы подъёмников и других механизмов, массу инструментов и бытовых приборов, осуществляют циркуляцию воздуха в помещениях, вентилируя, охлаждая или согревая его. Они регулярно облегчают выполнение множества дел. Использование компрессоров в быту Благодаря своей эффективности, высокому КПД, экономичности и безопасности, портативные компрессоры успешно применяются в быту. Они очень удобны в качестве насосов: для автомобилиста, велосипедиста, путешественника и отдыхающего. Посредством компрессора удобно вычистить карбюратор, промыть труднодоступные места в автомобиле и его сам, надуть резиновый бассейн или матрац, наполнить баллон для дайвинга, окрасить любую поверхность. В ремонте квартиры или дачи компрессор незаменимая вещь не только в побелочно-красочных работах, но и для использования пневматических инструментов: молотка, дрели, отвёртки, гвоздезабивного пистолета, отрезной машинки и проч. Бытовая и любительская область применения компрессоров широка и неплохо снабжается необходимыми инструментами. Они гораздо дешевле и надёжней электрических. В последние годы на любительский и полупрофессиональный рынок поступили компрессоры с инструментами-насадками для ремонтных работ. Они производительны, оперативны и вполне безопасны при применении в деревянных, сырых и расположенных рядом с газовыми приборами помещениях. Существенных ограничений по использованию компрессоров нет. Они достаточно просты и легки в применении, и относятся к наиболее распространённому виду рабочих установок во многих сферах человеческой деятельности — чаще всего в строительной и ремонтной практике. Классификация компрессоров по видам и типам влияет на выбор их целевого использования в промышленной и бытовой практике.Компрессоры различаются по следующим признакам: Среда сжатия: воздушные, газовые, а также циркуляционные. Наша компания занимается поставками именно воздушных компрессоров. Принцип действия: поршневые, винтовые, спиральные и мембранные. В то время как поршневые компрессоры используют как в быту, так и для промышленного применения, три оставшиеся категории в основном — профессиональные и промышленные. Технические характеристики: производительность, мощность, сила давления, устойчивость к среде и т.д. Необходимые параметры компрессора можно рассчитать исходя из применения — по общему объему используемого воздуха рассчитывают нужную производительность компрессора. Исходя из характеристик пневмоинструментов и станков — выбирают нужное давление.

Габариты: компрессорные станции; либо крупные, средние, небольшие компрессоры, в т.ч. портативные. Также есть различия по объему ресивера — без ресивера, с ресивером на 25-50-100-270-500-900литров.

По источнику энергии: электрические и с двигателем внутреннего сгорания — дизельные и, реже, бензиновые. По способу перемещения: стационарные и передвижные. Стационарные устанавливают в нужное место в пневмосести на предприятии. Передвижные бывают двух классов: чаще передвижными компрессорами называют мощные дизельные, бензиновые либо электрические компрессорные станции на шасси или раме, однако иногда к передвижным компрессорам также причисляют и небольшие поршневые модели на колесах.

Передвижные дизельные компрессоры зачастую используют там где нет доступа к сети электроснабжения — при разработке карьеров, на стройплощадках, при ремонте дорог, при пескоструйной обработке мостов и сооружений.

Кроме этих основных критериев различия есть немало других: детали и параметры конструкции, использование смазочного масла (масляные и безмасляные), наличие встроенного осушителя для очистки воздуха от водных включений и также есть узко специализированные компрессоры.

Для подбора нужной вам модели компрессора рекомендуем обратиться к нашим специалистам. Мы много лет поставляем компрессорную технику и можем быстро определить параметры подбора для каждой отрасли, причем предложим вам наиболее экономичные в использовании варианты.

Источник: https://CompressorGroup.ru/info/articles/sfery_primeneniya_kompressorov_/

Компрессоры: виды, назначение, применение

Компрессор – устройство, обеспечивающее функционирование пневмоинструмента, что достигается посредством сжатия воздуха. Отличается распространенностью: промышленное производство, медицина и стоматология, включая бытовое применение.

С точки зрения конструкции под компрессорными агрегатами понимаются устройства, работа которых приводит к повышению давления воздуха до требуемых значений. Тип аппарата определяет его мощность. К популярным относят такие компрессоры:

  • поршневые;
  • роторно-винтовые;
  • роторно-пластинчатые.

В зависимости от сделанного выбора потребитель получает агрегат с характеристиками, соотносящимися со сферой его будущего применения.

Виды компрессоров

Соответствующий аппарат сжимает рабочую среду, определяющую вид этого оборудования:

  1. Газовое – газ или смесь на основе некоторого числа газов, исключая воздух.
  2. Воздушное – воздух, давление которого нагнетается до 1,5 МПа.
  3. Многоцелевое – использование нескольких газов с учетом того, что сжатие происходит попеременно с переходом от одного газа к другому.
  4. Многослужебное – одновременное сжатие более, чем одного газа.
  5. Циркуляционное – поддержание процесса циркуляции в замкнутом контуре.

Как работают воздушные компрессоры

Такое оборудование имеет много общего с тем, как функционирует двигатель, что находит применение в автомобилях. Последний обеспечивает вращение коленвала, который толкает поршни.

Что касается воздушного компрессора, то здесь действует тот же принцип. Воздух сжимается поршнями.

В простых конструкциях компрессорного оборудования цилиндр один, что не позволяет надеяться на большие значения создаваемого давления.

Еще популярностью пользуются компрессоры, характеризуемые как роторно-винтовые. Отсутствие в них клапанов дает возможность увеличить число винтовых оборотов до максимума. В связи с этим подобные механизмы отличаются относительно небольшими размерами. Их мощность находится в диапазоне 4–250 киловатт, а давление – 5–13 бар.

Оборудование роторно-пластинчатого типа с прямым приводом отличается высокой производительностью, достаточной надежностью и длительным сроком эксплуатации.

Рабочий режим этих аппаратов соотносится с незначительной скоростью вращения, мощностью в пределах 75 киловатт и давлением не более 10 бар.

При выходе техники из строя понадобится ремонт компрессоров, для восстановления технических характеристик эксплуатируемой техники.

Конструкция мембранных компрессоров перекликается с тем, как устроены поршневые агрегаты. Особенность такого оборудования – использование мембраны в качестве поверхности, создающей давление.

Этот элемент изготавливают из особо прочных материалов. Для улучшения характеристик прочности зачастую устанавливают многослойную мембрану. Ее колебания приводят к увеличению давления воздуха (газа).

По сравнению с поршневым типом оборудования производительность ниже.

Характеристики компрессоров

При выборе подобных устройств надо обращать внимание на следующие параметры:

  • производительность;
  • давление;
  • рабочая среда;
  • тип;
  • конструкция;
  • стабильность функционирования в соответствии с конкретной средой.

Условия работы определяют вид рассматриваемого оборудования: стационарное, передвижное. На основе рабочего элемента компрессорные агрегаты подразделяют на поршневые и винтовые. Дизельные и электрические – это классификация компрессоров в зависимости от потребляемой энергии.

Какой компрессор лучше

Специфика работ обусловливает выбор конкретного вида компрессорного оборудования. Если требуется круглосуточное функционирование, что соотносится с длительными перерывами на техобслуживание, то лучший выбор – винтовые агрегаты. Это обеспечит необходимую надежность и производительность. В случае с промышленностью и бытовым применением остановите свой выбор на поршневых компрессорах.

Назначение компрессоров

Устройства для сжатия воздуха или другой среды применяют в медицине, промышленности и быту.

Но в большей мере это оборудование востребовано при работах, когда возникает необходимость восстановления дорожного полотна или прокладки нового.

Для этого применяют компрессорные станции и другие виды компрессоров, способных подать воздух под давлением, что необходимо для работы пневмоинструментов.

Важный элемент компрессорной станции – ресивер. Это устройство контролирует подачу сжатого воздуха. Его технические характеристики влияют на эффективность проводимых работ.

Выбор компрессора надо соотносить с вместительностью ресивера. Если он вмещает в себя достаточно много воздуха, то это продлевает время работы пневмоинструмента, когда компрессорный агрегат дает сбой. Еще один положительный момент, зависящий от величины этой характеристики, – гашение пульсации, которая наблюдается при подаче сжатого воздуха к оборудованию.

Применение компрессоров

Компрессорные агрегаты применяют в зависимости от профиля ожидаемых работ, что предполагает выбор соответствующего вида подобного оборудования. Необходимо соотносить технические возможности компрессоров и особенности их функционирования в заданных условиях.

Если аппарат нацелен на постоянное использование с перерывом лишь на техобслуживание, что может быть длительным по времени, то винтовые компрессоры станут лучшим решением.

Такие устройства оптимально сочетают в себе характеристики надежности и производительности.

В промышленности, что в той же мере относится и к бытовому использованию, распространены компрессоры поршневого вида как аппараты для сжатия воздуха, необходимого для работы пневмоинструмента.

Строительство и ремонтные работы – сферы, где широко применяются компрессоры, в которых рабочая среда представляет собой воздух. Преимущественно под таким оборудованием понимаются компрессорные станции или отдельные виды компрессоров с техническими характеристиками, соответствующими специфике подобных работ.

Поршневые компрессоры – простота конструкции на фоне других подобных агрегатов, что определяет их широкое распространение не только в промышленности, но и в быту.

Также на это влияют такие факторы, как высокая производительность и разнообразие моделей компрессорных устройств этого типа.

Например, компрессоры поршневого вида используют в дыхательных аппаратах, к которым предъявляют серьезные требования безопасности.

Вывод

На рынке представлено значительное число производителей, предлагающих компрессорные установки с максимально широким спектром возможностей. Здесь и многообразие модификаций, и разнообразие задач, с которыми могут справиться такие компрессоры вне зависимости от сферы их применения.

Перечисленные выше компрессоры – это несколько видов, где каждый отличается наличием своих минусов и плюсов. В связи с этим надо заранее побеспокоиться о том, чтобы получить правильную информацию о компрессорном оборудовании от специалистов.

Именно это позволит избежать проблем в будущем: будет приобретен аппарат для решения тех задач, что актуальны для потребителя.

Только профессионалы способны на дельный совет, связанный с выбором компрессорной установки применительно к ожидаемым условиям эксплуатации.

Источник: https://www.stroysmi.ru/instrumenty/kompressory/kompressory-vidy-naznachenie-primenenie/

Передвижные компрессоры — рабочие характеристики и устройство

В строительной сфере и множестве других имеет место частое использование такого оборудования, как компрессоры передвижные. Такая техника необходима при строительстве объектов, на ремонтных работах дорог, в строительстве мостов и эстакад и для множества других видов использования.

Основным преимуществом передвижного компрессора является то, что он позволяет использовать множество инструментов пневматического типа, поскольку на строительных объектах нередко отсутствует электрическая сеть и использование множества электроинструментов является невозможным. Именно передвижной компрессор помогает решить данные проблемы.

Однако это не весь перечень работ. Данное оборудование является так же необходимым в такой сфере деятельности, как обработка материалов пескоструйным способом. В данном случае компрессор выполняют функцию подачи воздуха под большим давлением, которая необходима для проведения пескоструйной обработки материалов.

Характеристики передвижного компрессора

За счет своей многофункциональности передвижные компрессоры являются оборудованием достаточно популярным в использовании. Такая популярность является полностью обусловленной тем, что компрессоры имеют очень высокий уровень производительности и отвечают всем стандартам качества, которые к ним предъявляются.

Немалым преимуществом передвижного компрессора является его транспортабельность и мобильность. За счет этих качеств данное устройство является еще и экономичным, не требуется использования лишних ресурсов бюджета, для того, чтобы доставить данное оборудование до места назначения.

Передвижные компрессоры могут классифицироваться по типу привода. Компрессоры могут быть электродвигательными, бензиновыми, и компрессоры которые работают на дизельном топливе.

Наиболее часто используется последний тип, поскольку он является наиболее экономичным, к тому же электродвигательные компрессоры не всегда могут быть использованы в том или ином месте, поскольку не везде есть электрическая сеть.

Так же к преимуществам передвижных компрессоров можно отнести то, что они остаются работоспособными даже в самых тяжелых условиях. К примеру, они способны бесперебойно функционировать при любой температуре воздуха, как в холодную погоду, так и жару. Компрессоры так же достаточно устойчивы к сильному пылеобразованию вокруг, и поэтому использование их на стройках является столь частым.

Особенности применения передвижных компрессоров

Давление, которое необходимо для проведения тех или иных работ обеспечивается за счет камеры сжатия газов. При этом немаловажно то, что давление можно регулировать, влияя при этом на общую производительность компрессоров.

Выполняются такие регулировки достаточно просто, в компрессоре, работающем на жидком топливе, это достигается посредством регулировки его подачи.

В электрических компрессорах данная манипуляция может проводиться лишь за счет регулировки частоты оборотов в двигателе.

За счет работы передвижного компрессора можно использовать такие разновидности строительных и других рабочих инструментов, являющихся пневматическими, как гайковерты, распылители краски, пистолеты для забивания скоб и гвоздей, всевозможные дрели и пылесосы, а так же многие другие рабочие инструменты.

Важным при использовании компрессоров является грамотное отношение к работе с ними и соблюдение всех правил по технике безопасности.

Поскольку при больших нагрузках и при давлении, которое превышает уровень нормы, может наступить взрывоопасная ситуация и случиться взрыв.

Таким образом, предосторожность и следование рабочей инструкции к данному оборудованию является крайне важным моментом в работе с компрессорами в том числе и передвижными.

Источник: https://promplace.ru/peredvizhnie-kompressori-rabochie-harakteristiki-i-ustrojstvo-475.htm

Компрессор. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать

Компрессор представляет собой прибор, предназначенный для перекачки сжатого воздуха или газа. Он используется для обеспечения работы пневматического инструмента, циркуляции охлаждающего хладагента в замкнутом контуре и накачки давления в различные емкости. Данное оборудование широко используется в медицине, промышленности и быту. Его наличие позволяет выполнять широкий спектр действий.

Конструкция и разновидности по строению

Компрессор представляет собой воздушный насос, работающий в автоматическом режиме. Он обеспечивает подачу воздуха или газа с избыточным давлением. Устройство может работать от электрического мотора или двигателя внутреннего сгорания. Конструкция нагнетателя часто предусматривает не только насос, но и специальный металлический ресивер для нагнетания давления.

По принципу действия самого насоса, устройство может быть:

  • Винтовым.
  • Поршневым.
  • Мембранным.

Существует также еще несколько технологических разновидностей устройств для нагнетания воздуха, но они являются более редко применимыми, в связи с дороговизной производства или низкой эффективностью работы.

Винтовой

Винтовой является дорогостоящей конструкцией, применяемой на промышленных объектах. В его основе лежит специальный шнек, который захватывает воздух или другой газ по принципу винта мясорубки. Для обеспечения более эффективного забора воздуха он смешивается с маслом, находящимся внутри нагнетателя.

Получаемая смесь подается под давлением, после чего фильтруется и очищенный воздух подается на выход.

Также существует более дорогие безмасляные конструкции, используемые химической и фармакологической промышленностью, а также в стоматологических клиниках, где важна чистота воздуха без наличия микрочастиц масла.

Винтовая конструкция является очень надежной, но в случае поломки затраты на ремонт могут достигать половина стоимости самого агрегата. Хотя прибор и имеет такой недостаток, но все же его преимущества довольно большие:

  • Низкий уровень шума.
  • Минимальный нагрев.
  • КПД доходит почти до 98%.
  • Низкое потребление энергии.

Поршневой

Поршневая конструкция является более бюджетной, поэтому большинство компрессоров сделаны именно по ее принципу.

Она представляет собой двигатель, который при вращении поршня засасывает поток в камеру сжатия, после чего перекачивает его дальше по контуру.

Специальный клапан в месте забора не позволяет воздуху выйти обратно через вход. Поршневое устройство являются менее надежными, но не дорогим при покупке и обслуживании.

Если сравнивать поршневую конструкцию с винтовой, то она проигрывает по всем параметрам, кроме габаритов и стоимости. Нужно отметить, что разница в цене между двумя видами настолько велика, что поршневой вариант выбирают даже несмотря на его недостатки:

  • Высокий уровень шума.
  • Низкий КПД.
  • Постоянный перегрев.
  • Вибрация при работе.
  • Частые поломки.

Мембранный

Мембранный компрессор в отличие от первых двух разновидностей применяется преимущественно на промышленных объектах для работы с различными газами. В быту такую конструкцию можно встретить в холодильных установках и на мини аэрографах.

Очень редко в продаже можно увидеть и обычные бытовые нагнетатели данного типа. Принцип их действия заключается в том, что в результате колебательных движений двигателя осуществляется дребезжание гибких мембран, которые сжимают и разжимают газы, обеспечивая их передачу под высоким давлением.

Данная конструкция является очень успешной. Она имеет ряд достоинств:

  • Компактный размер.
  • Создание высокого давления.
  • Предотвращение подачи механических примесей.
  • Не сложное техническое обслуживание.
  • Надежный корпус для предотвращения утечек газа.

Несмотря на перечисленные преимущества, такой тип, хотя и не является сложным и дорогостоящим в обслуживании, все же требует периодической замены мембраны, которая теряет свою эластичность, особенно при работе с агрессивными газами. Стоит также отметить, что хотя промышленные машины и имеют сравнительно небольшие габариты, но их корпус выполнен из толстостенной стали, что существенно влияет на массу оборудования.

Целевая разновидность компрессоров

Компрессоры отличаются между собой не только по принципу действия, но и по целевому предназначению. По данному критерию они делятся на следующие виды:

  • Газовые.
  • Воздушные.
  • Циркуляционные.

Газовые применяются для перекачки чистых газов и их смесей. Они устанавливаются на заправочных станциях для закачки баллонов кислородом, водородом и прочими веществами. Они не предназначены для работы с воздухом и имеют специальную конструкцию, которая не допускает образование электрической искры, что может быть опасным при работе с некоторыми взрывоопасными газами.

Воздушный компрессор является самым распространенным. Его можно встретить в автомастерских и на шиномонтаже. Именно такое устройство обеспечивает накачку колес автомобилей, а также подает сжатый воздух в краскопульт, применяемый для малярных задач. От воздушного нагнетателя работает пневматические инструменты, используемые строителями и автомеханиками.

Циркуляционные компрессоры являются узконаправленной разновидностью, основная задача которой состоит в обеспечении непрерывной перекачки воздуха или газа по замкнутому контуру.

Такое устройство не имеет накопительного ресивера. Зачастую такие приборы используются для обеспечения циркуляции фреона или другого хладагента в холодильном оборудовании.

Чаще всего для данных целей используется мембранная конструкция.

Какой компрессор выбрать для дома или работы

Для домашнего использования, применения в автомастерские или для решения строительных задач преимущественно выбираются воздушные поршневые компрессоры с накопительным ресивером.

Они хотя и уступают стальным конструкциям по долговечности, но является сравнительно дешевыми и легкими.

Большинство моделей, которые применяются для частных целей, можно с легкостью разместить в багажнике автомобиля.

Выбирая поршневой, или другой бытовой компрессор, следует обратить внимание на его рабочие характеристики:

  • Объем ресивера.
  • Производительность.
  • Мощность.
  • Давление.
  • Уровень шума.

Что касается объема ресивера, то он подбирается индивидуально в зависимости от использования устройства.

Если планируется, что агрегат будет применяться исключительно для накачивания колес и редких несложных покрасочных работ, то вместительности в 24 л будет более чем достаточной.

Если компрессор используется профессионально для масштабных малярных задач, когда важно поддержание заданного давления, то лучше всего выбирать устройства с ресивером от 50 л и выше. Это правило касается подключения пневматического строительного или слесарного оборудования.

В противном случае после нескольких секунд работы, накопленный насосом воздух в ресивере выйдет, что позволит продолжить работу только после возобновления требуемого для инструмента давления.

Немаловажным фактором является и производительность. Если она высокая, то даже агрегат с небольшим ресивером станет вполне пригодным для выполнения профессиональных задач. Для комфортной работы не стоит брать оборудование, производительность которого ниже 150 л/минуту.

Чем мощнее компрессор, тем лучше. Стоит учитывать, что при увеличении данного показателя возрастает и уровень шума. Для домашнего устройства оптимальной считается мощность 1,5 кВт.

Если объем ресивера составляет 50 литров и более, и если оборудование будет эксплуатироваться для выполнения профессиональных задач, то лучше отдать предпочтение прибору мощностью 2-2,5 кВт.

Конечно, он не будет избыточно производительным, но в соотношении цены и эффективности этот вариант является оптимальным.

Что касается давления, то подавляющее большинство бытовых компрессоров нагнетают 8 бар. Этого более чем достаточно для выполнения практически любых задач. К примеру, для использования компрессора в покрасочных целях давления на выходе ставится 4-6 бар, то же самое касается и пневматического инструмента.

Ну а если использовать прибор исключительно для накачки колес, то для легкового транспорта было бы достаточно компрессора с возможностью нагнетания давления до 3 бар. Также при выборе стоит обратить внимание, что чем мощнее прибор, тем он объемней, громче и тяжелее.

Делая покупку, не стоит гнаться за производительностью, а отталкивается от целей, которые будут стоять перед оборудованием.

Как продлить жизнь компрессора

Для того чтобы оборудование работало как можно дольше, оно нуждается в несложном уходе. В первую очередь не рекомендовано оставлять ресивер под давлением после завершения работы. Для этого следует спустить закаченный воздух, что позволит увеличить срок службы прокладок и кранов.

Периодически, особенно в холодное время, необходимо выкручивать специальное сливное отверстие внизу ресивера для слива конденсата, который выделяется из пара. Особенно это важно, если компрессор используется для подключения краскопульта.

В противном случае вместе с воздухом из него будут вылетать капли воды, что совершенно неприемлемо при малярных работах. Отсутствие влаги в ресивере надежная защита от коррозии. Ржавые частицы быстро забивают фильтрующие элементы, что снижают эффективность работы оборудования.

При значительном появлении конденсата внутри ресивера создается характерный хлюпающий звук при раскачивании.

Еще одним немаловажным фактором, который негативно влияет на сохранение работоспособности компрессора, является перегрев.

Поршневая конструкция является далеко не совершенной, поэтому при работе устройства создается сильное трение, что нагревает рабочие части прибора. Существенный перегрев может стать критичным, поэтому следует чередовать работу с перерывами.

Мембранные и шнековые конструкции чувствительны к морозу, поэтому их лучше не включать при минусовой температуре.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektroobustrojstvo/kompressor/

Компрессор

Компрессор
— устройство для сжатия и подачи воздуха
или другого газа под давлением. Степень
повышения давления в компрессоре более
3. Для подачи воздуха с повышением его
давления менее чем в 2-3 раза применяют
воздуходувки, а при напорах до 10 кн/м2
(1000 мм вод. cm.) вентиляторы. Компрессор
впервые стали применяться в России с
начала 20 в.

  • Если
    взять компрессор, привод и дополнительное
    оборудование, то получится компрессорная
    установка.
  • Компрессорная
    установка
    в
    свою очередь — это совокупность
    компрессора, привода и вспомогательного
    оборудования, например: газоохладителя
    или осушителя сжатого воздуха.
  • В
    промышленности компрессоры начали
    применять в середине 19 века, произошло
    это в Европе, в России же, компрессоры
    начали применять позже — в начале 20
    века.
  • Область
    применения компрессорной техники

    — технологические процессы химической,
    нефтехимической, нефтеперерабатывающей,
    газовой, металлургической, пищевой
    промышленности и ряде других отраслей.

Компрессоры
могут эксплуатироваться в составе
стационарных или передвижных машин или
установок. Соответственно этому различают
стационарные, передвижные, переносные,
прицепные, самоходные, транспортные
(авиационные, автомобильные, судовые,
железнодорожные) компрессоры.

Виды
компрессоров

По применимости в газовой (рабочей) среде компрессоры разделяют на:
  • Газовые — для сжатия любого газа или смеси газов, кроме воздуха; в зависимости от вида газа они называются кислородными, водородными, аммиачными и т. д.;
  • Воздушные -для сжатия воздуха; значительную группу таких компрессоров составляют компрессоры общего назначения, предназначенные для сжатия атмосферного воздуха до давления 0,8 ? 1,5 МПа и выполненные без учета каких-либо специфических требований;
  • Циркуляционные— для обеспечения циркуляции газа в замкнутом технологическом контуре;
  • Многоцелевые (специальные) -для попеременного сжатия различных газов;
  • Многослужебные (специальные) — для одновременного сжатия различных газов.

Компрессоры также подразделяют по создаваемому давлению рн (низкого давления-от 0,3 до 1 Мн/м2, среднего — до 10 Мн/м2 и высокого — выше 10 Мн/м2), по производительности, то есть объёму всасываемого Vвс (или сжатого) газа в единицу времени (обычно в м3/мин) и другим признакам. Компрессоры также характеризуются частотой оборотов n и потребляемой мощностью N. В настоящее время компрессоры выпускаются двух типов: мембранные и поршневые. Различаются они по принципу действия. Чтобы не вдаваться в подробности механики и инженерной мысли, остановимся на следующем.
Поршневые практически бесшумны, но достаточно дороги.
Мембранные при работе гудят, многие довольно сильно. Зато значительно дешевле.

По принципу
действия и основным конструктивным
особенностям различают компрессоры:

  • Поршневые
  • Ротационные
  • Центробежные
  • Осевые
  • Струйные
  • Мембранные

Поршневой компрессор
в основном состоит из рабочего
цилиндра и поршня; имеет всасывающий
и нагнетательный клапаны, расположенные
обычно в крышке цилиндра.

Для сообщения
поршню возвратно-поступательного
движения в большинстве поршневых
компрессоров имеется кривошипно-шатунный
механизм с коленчатым валом.

Поршневые
компрессоры бывают одно- и многоцилиндровые,
с вертикальным, горизонтальным, V-
или W-oбразным и другим расположением
цилиндров, одинарного и двойного
действия (когда поршень работает обеими
сторонами), а также одноступенчатого
или многоступенчатого сжатия.

Ротационные компрессоры
имеют один или несколько роторов, которые
бывают различных конструкций. Значительное
распространение получили ротационные
пластинчатые компрессоры, имеющие ротор
с пазами, в которые свободно входят
пластины.

Принципы
действия ротационного и поршневого
компрессоров в основном аналогичны
и отличаются лишь тем, что в поршневом
все процессы происходят в одном
и том же месте (рабочем цилиндре),
но в разное время (из-за чего
и потребовалось предусмотреть
клапаны), а в ротационном компрессоре
всасывание и нагнетание осуществляются
одновременно, но в различных
местах, разделенных пластинами ротора.

Центробежный компрессор
в основном состоит из корпуса
и ротора, имеющего вал с симметрично
расположенными рабочими колёсами.
Центробежный 6-ступенчатый компрессор
разделён на три секции и оборудован
двумя промежуточными холодильниками,
из которых газ поступает в каналы.

Во время работы центробежного
компрессора частицам газа, находящимся
между лопатками рабочего колеса,
сообщается вращательное движение,
благодаря чему на них действуют
центробежные силы.

Под действием этих
сил газ перемещается от оси компрессора
к периферии рабочего колеса,
претерпевает сжатие и приобретает
скорость.

Осевой компрессор
имеет ротор, состоящий обычно из нескольких
рядов рабочих лопаток.

При работе осевого
компрессора вращающиеся рабочие лопатки
оказывают на находящиеся между ними
частицы газа силовое воздействие,
заставляя их сжиматься, а также
перемещаться параллельно оси компрессора
(откуда его название) и вращаться.

Между направляющими лопатками происходит
и дополнительное повышение давления
за счёт уменьшения скорости газа.
Осевые компрессоры применяют в составе
азотурбинных установок.

Техническое
совершенство осевых, а также
ротационных, центробежных и поршневых
компрессоров оценивают по их механическому
кпд и некоторым относительным
параметрам, показывающим, в какой
мере действительный процесс сжатия
газа приближается к теоретически
наивыгоднейшему в данных условиях.

Струйные компрессоры
по устройству и принципу действия
аналогичны струйным насосам. К ним
относят струйные аппараты для отсасывания
или нагнетания газа или парогазовой
смеси. Струйные компрессор обеспечивают
более высокую степень сжатия, чем
струйные насосы. В качестве рабочей
среды часто используют водяной пар.

Основным
узлом мембранного компрессора
является мембранный блок, в котором
происходит сжатие газа. Мембранный блок
выполняет роль цилиндра в компрессоре.

При работе компрессора мембраны блоков
полностью изолируют сжимаемый газ
от рабочей жидкости, чем обеспечивается
сохранение высокого качества газа, что
является большим преимуществом мембранных
компрессоров над поршневыми. Агрегаты
предназначены для сжатия различных
сухих газов, кроме кислорода, без
загрязнения их маслом и продуктами
износа трущихся частей.

Могут использоваться
в производствах и научных
исследованиях, где к чистоте
перекачиваемого газа и герметичности
компрессора предъявляются жесткие
требования. В случае прорыва мембран
срабатывает автоматическая защита.

Основные
типы компрессоров, их параметры и области
применения показаны в таблице

Типы
компрессоров и их характеристика

Тип компрессора Предельные параметры Область применения
Поршневой VВС = 2-5 м³/мин
РН = 0,3-200 Мн/м² (лабораторно до 7000 Мн/м²)
n = 60-1000 об/мин
N до 5500 квт
Химическая промышленность, холодильные установки, питание пневматических систем, гаражное хозяйство.
Ротационный VВС = 0,5-300 м³/мин
РН = 0,3-1,5 Мн/м²
n = 300-3000 об/мин
N до 1100 квт
Химическая промышленность, дутье в некоторых металлургических печах и др.
Центробежный VВС = 10-2000 м3/мин
РН = 0,2-1,2 Мн/м²
n = 1500-10000 (до 30000) об/мин
N до 4400 квт (для авиационных ? до десятков тысяч квт)
Центральные компрессорные станции в металлургической, машиностроительной, горнорудной, нефтеперерабатывающей промышленности.
Осевой VВС = 100-20000 м³/мин
РН = 0,2-0,6 Мн/м²
n = 2500-20000 об/мин
N до 4400 квт (для авиационных ? до 70000 квт)
Доменные и сталелитейные заводы, наддув поршневых двигателей, газотурбинных установок, авиационных реактивных двигателей и др.
  1. По
    применению можно выделить:
  2. автомобильные
    компрессоры — да, ими накачивают шины
    или камеры;
  3. бытовые
    компрессоры — аквариумные, для аэрографии
    или холодильника;
  4. промышленные
    компрессоры;
  5. и
    медицинские компрессоры.
  6. Компрессоры.
    Типы

Самые
простые — это безмасляныекомпрессоры.
Такое название они получили вследствие
того, что благодаря применению специальных
материалов и узлов (в том числе и
необслуживаемых подшипников) удалось
упростить конструкцию за счет отсутствия
системы смазки.

Это решение позволяет
не только удешевить само оборудование,
но и свести к минимуму его обслуживание,
снизить требования к правильному
размещению (такой агрегат может работать
в наклонном положении или даже на боку),
а также получить на выходе воздух без
малейшей примеси масла (этим грешат его
«старшие братья»).

С другой
стороны, при отсутствии смазки,
естественно, снижается ресурс
контактирующих деталей, к тому же не
стоит надеяться на высокую производительность,
поскольку большие нагрузки приведут к
еще более быстрому выходу из строя
компрессионной головки.

Кроме того,
такие устройства работают в интенсивном
тепловом режиме, поскольку сжатие
воздуха сопровождается солидным
тепловыделением, поэтому они не
приспособлены к продолжительной
эксплуатации.

Тем не менее за счет
невысокой стоимости (от $150 до $350) и
сравнительно малых размеров такие
компрессоры широко используются на тех
предприятиях, потребности которых в
сжатом воздухе невелики, как, впрочем,
и объемы работ. Самые производительные
устройства этой серии способны «выдать»
не более 240 л/мин.

Самые
маленькие и недорогие — необслуживаемые безмасляные
компрессоры

Реальной
альтернативой необслуживаемым
стали масляные
компрессоры с прямой передачей
.
В них предусмотрена полноценная система
смазки, а вращение от привода к
компрессионной головке передается
напрямую, поскольку они связаны единым
валом.

Такая простота решения не позволяет
в полной мере решить проблему теплоотвода,
поскольку одной крыльчатке приходится
охлаждать два агрегата. Отчасти
решить проблему удается использованием
алюминиевых ребристых корпусов.

Такие компрессорыкомплектуются
небольшими ресиверами объемом от 20 до
50 литров, их производительность редко
превышает 200— 250 л/мин, а стоимость
примерно та же, что у агрегатов предыдущей
конструкции.

Компрессоры
с прямой передачей
 не
рассчитаны на продолжительную работу.

Если же
мощности такого «малыша» не хватает,
стоит присмотреться к компрессорам
другой конструкции — с клиноременной
передачей
.
Как следует из их названия, связь между
двигателем и компрессионной головкой
в этом случае осуществляется с помощью
ременной передачи.

Благодаря наличию
двух валов (на каждый из них устанавливается
крыльчатка) проще организовать охлаждение
таких агрегатов, а следовательно,
возможна более длительная непрерывная
эксплуатация.

В основном, с помощью
таких компрессоров на «СТО» делают кузовной
ремонт двери или
капота, в общем красят)). Применение
полноценной системы смазки на ременных
компрессорах позволяет получить более
высокие выходные характеристики
компрессора и увеличить объем ресивера.

Конечно, столь существенное усложнение
конструкции не может не повлечь за собой
ее удорожание.

Средний
компрессор с клиноременной передачей
обойдется в $450—1000. Однако, несмотря на
более высокую стоимость и возросшие по
сравнению с предыдущим вариантом
габариты, именно такие устройства
рекомендует владельцам небольших
сервисных станций большинство
профессиональных продавцов подобной
техники.

Если наблюдается явный дефицит
производственных площадей на СТО,
возможно, следует отдать предпочтение
моделям с вертикально расположенным
ресивером, который при тех же выходных
параметрах занимает меньше места.
 

jpg» width=»300″>Ременной
компрессор
 —
оптимальный
вариант для большинства автосервисов.

Так
устроены наиболее популярные у
«сервисменов» компрессоры.
Есть и другие, позволяющие получить еще
более высокие характеристики.

Винтовые
компрессоры
 отличаются
надежностью и большим ресурсом работы
при гораздо более низком уровне шума и
вибрации, но их высокая стоимость часто
делает подобное приобретение невыгодным.
Тем не менее находятся покупатели и для
такой техники: ее используют на крупных
станциях техобслуживания с разветвленной
сетью пневмомагистралей.

Повышения
производительности иногда добиваются
и усовершенствованием обычных компрессоров
с клиноременной передачей. В частности,
это достигается за счет размещения двух
компрессионных головок, нагнетающих
воздух в один ресивер.

Первая из них
выполняет функцию основной, вторая
подключается в том случае, если ее
«коллега» не справляется со своими
обязанностями.

Существуют
специальные шумозащитные исполнения.
Их применяют в тех случаях, когда
компрессор размещается непосредственно
в рабочем цеху (обычно он «живет» в
специальном отдельном помещении).
Правда, защитные кожухи создают
дополнительные проблемы с теплоотводом,
поэтому такие компрессоры не
рекомендуется использовать при высокой
температуре окружающей среды.

Винтовые
компрессоры
 обладают
хорошими характеристиками, но они по
карману только крупным предприятиям.

Источник: https://studfile.net/preview/2524498/

Принципы работы воздушных компрессоров — Системы обслуживания машин и оборудования для теплоходов

Принципы работы воздушных компрессоров — Системы обслуживания машин и оборудования для судов

На главную || Система обслуживания машин ||


Принцип работы воздушных компрессоров — Системы обслуживания машин и оборудования для теплоходов

Двухступенчатый пусковой воздушный компрессор

Компрессор, показанный на Рисунке 1 ниже, представляет собой компрессор типа Hamworthy 2TM6, который был разработан для подачи атмосферного воздуха в диапазоне от 183 м3 в час при давлении нагнетания 14 бар до 367 м3 в час при давлении 42 бар. бар.Картер представляет собой жесткую отливку, которая поддерживает коленчатый вал из чугуна с шаровидным графитом в трех подшипниках.

Коленчатый вал имеет встроенные противовесы и два идентичных шатуна из кованой стали. Поршни первой и второй ступени выполнены из алюминиевого сплава с чугунными компрессионными кольцами. Для возврата в картер установлены скребки или маслосъемные кольца, большая часть масла разбрызгивается на стенки цилиндра с нижних концов.


Рисунок 1: Воздушный компрессор Hamworthy 2TM6

Стенки цилиндров смазываются разбрызгиванием масла. Поршни имеют полностью плавающие поршневые пальцы; На верхних концах шатунов установлены втулки из фосфористой бронзы.Втулки устанавливаются в шатунах с натягом и имеют такой допуск, что допускается смятие отверстия при установке, чтобы обеспечить правильный рабочий зазор. Используются основной подшипник и шатунный подшипник с белой металлической футеровкой на стальной основе. Все подшипники смазываются под давлением шестеренчатым насосом с цепным приводом. Клапаны всасывания и нагнетания воздуха расположены в карманах головок цилиндров.


Рисунок 2: Клапан воздушного компрессора

Клапаны относятся к типу Hoerbiger и показаны на Рисунке 2 выше.Подвижные диски клапанов имеют низкую инерцию, что обеспечивает быстрое действие. В гнездах, на которые устанавливаются корпуса клапанов, предусмотрены заземляющие площадки. Корпуса удерживаются на месте установочными винтами, которые проходят через крышки клапанной коробки, а на концах установочных винтов устанавливаются гайки с колпачками.

На воздухозаборнике компрессора установлен комбинированный воздушный фильтр и глушитель. Интеркулер — однопроходного типа. Кожух составляет неотъемлемую часть отливки блока цилиндров, а воздух проходит через трубы.Дополнительный охладитель — двухходовой U-образный. Оболочка снова составляет одно целое с блоком цилиндров.

Предохранительные клапаны установлены на выпускных отверстиях для воздуха каждой ступени и настроены на подъем на 10% выше нормального давления ступени. Фактическое давление на ступени варьируется в зависимости от области применения. Для защиты водяной стороны от избыточного давления в случае выхода из строя трубы охладителя на рубашке цилиндра установлен подпружиненный предохранительный клапан или разрыв мембраны. Защита от перегрева на выходе компрессора обеспечивается плавкой заглушкой, установленной на выпускной головке промежуточного охладителя.Перегрев, достаточный для расплавления легирующего материала пробки, может быть результатом скопления углерода вокруг выпускного клапана.


Рисунок 3: Крутящие моменты воздушного компрессора

Эксплуатация и техническое обслуживание

Компрессоры всегда должны запускаться в ненагруженном состоянии, в противном случае давление будет быстро расти, вызывая очень высокие пусковые моменты (рис. 3 выше). Во время работы происходит скопление масла, уносимого из цилиндров, и воды из влаги, осаждающейся в охладителях.Эмульсия собирается в сепараторах на выходе из охладителя, и их необходимо регулярно сливать, чтобы уменьшить унос. Это чрезвычайно важно, во-первых, для предотвращения попадания любого большого количества воды и масляной эмульсии на следующую ступень сжатия и повреждения следующей ступени, а, во-вторых, для уменьшения количества, перенесенного в воздушные ресиверы и пусковые воздуховоды.

Влага в ресиверах может вызвать коррозию, и, несмотря на правильную работу дренажных труб охладителя компрессора, большое ее количество имеет тенденцию собираться, особенно во влажных условиях или в сырых машинных отделениях.Хорошей практикой является регулярная проверка дренажа воздушного резервуара для оценки количества присутствующей жидкости.

В экстремальных условиях может потребоваться ежедневное использование дренажа для удаления скопившейся эмульсии. Это очень важно, если воздух для систем управления поступает из основных ресиверов, чтобы предотвратить проблемы с редукционным клапаном, влагоуловителями и фильтрами. Влагоотделители для системы управляющего воздуха также требуют регулярной проверки и, возможно, ежедневного слива.

Компрессор разгружается перед остановкой путем открытия дренажей первой и второй ступеней.В инструкциях производителя обычно рекомендуется использовать легкое масло для смазки картера и цилиндров. Масла картера дизельных двигателей, которые, вероятно, представляют собой смесь легких и тяжелых компонентов, имеют тенденцию к образованию отложений. Масло склонно к эмульгированию, и его следует менять часто. Чрезмерная работа автоматически регулируемых компрессоров (обычно из-за большого количества утечек, а не из-за фактического использования воздуха) обычно означает, что клапаны требуют частой очистки и обслуживания.

Неспособность поддерживать клапаны в хорошем состоянии приводит к утечкам и перегреву клапанов с соответствующим накоплением нагара на клапанах и в карманах клапанов.Сочетание углерода, чрезмерной температуры и высокой концентрации кислорода в сжатом воздухе может привести к пожару или взрыву в выпускной трубе. Известно, что воздействие огня на выходе компрессора ослабляет трубу, вызывая разрыв, через который выходит пламя, поддерживаемое сжатым воздухом. Плохое состояние клапана может быть обнаружено путем наблюдения за ступенчатым давлением и обычно сопровождается чрезмерным температура нагнетания, хотя последняя также может быть признаком плохого охлаждения.

Надлежащее внимание следует уделять системе водяного охлаждения. Переохлаждение может вызвать конденсацию на стенках цилиндра, отрицательно влияя на смазку, в то время как плохое охлаждение, вероятно, из-за образования накипи в машине с морской водой, приведет к снижению объемного КПД и быстрому износу клапана. Промежуточные и доохладители требуют периодической очистки для удаления накипи (где они охлаждаются морской водой) и масляных отложений со стороны воздуха. Что касается ограничения температуры, классификационные общества требуют, чтобы компрессор был сконструирован таким образом, чтобы нагнетание воздуха в резервуар не превышало 93 ° C.

Ниже кратко изложены некоторые основные процедуры обслуживания систем и оборудования машинного оборудования :

  1. Судовой воздушный компрессор

  2. Одноступенчатый компрессор, используемый для подачи воздуха при высоком давлении, необходимом для запуска дизельного двигателя, к сожалению, будет генерировать температуры сжатия на уровне, аналогичном тем, что в дизельном топливе. Такого тепла будет достаточно для воспламенения испаренного масла так же, как в двигателе с воспламенением от сжатия.Тепло, производимое на одной ступени сжатия, также будет расточительным для энергии …..
  3. Система запуска воздуха

  4. Воздух под давлением от 20 до 30 бар необходим для запуска основных и вспомогательных дизельных двигателей на моторных судах и для вспомогательных дизели пароходов. Управляющий воздух под более низким давлением требуется для судов обеих категорий, и независимо от того, идет ли он из компрессоров высокого давления через редукционные клапаны или из специальных компрессоров управляющего воздуха, он должен быть чистым, сухим и обезжиренным…..
  5. воздушный компрессор с автоматическим управлением

  6. До общего внедрения оборудования управления воздушные компрессоры при необходимости останавливались и запускались персоналом машинного отделения для поддержания давления в воздушном ресивере. В порту или на море это обычно означало работу одного компрессора примерно на полчаса в день, если воздух не использовался для свистка (во время тумана), для работы на палубе или для других целей. ….
  7. Системы сжатого воздуха для пароходов

  8. Система сжатого воздуха необходима для подачи воздуха в воздушные двигатели сажеобдувочного котла, шланговые соединения по всему судну и, возможно, для запуска дизельного генератора.Воздушный компрессор общего назначения будет подавать воздух под давлением 8 бар, но для запуска дизеля потребуется более высокое давление (как для судов с дизельным двигателем) …..
  9. Двухступенчатый пусковой воздушный компрессор

  10. Тип Hamworthy 2TM6, который был разработан для свободной подачи воздуха в диапазоне от от 183 м3 в час при давлении нагнетания 14 бар до 367 м3 в час при 42 барах. Картер представляет собой жесткую отливку, которая поддерживает коленчатый вал из чугуна с шаровидным графитом в трех подшипниках … конденсируется при разных температурах.Составляющие или фракции собираются отдельно в процесс перегонки …..
  11. Перекачка топлива и риск возгорания

  12. Топливная система подачи топлива обеспечивает средства для доставки топлива от приемных станций на уровне верхней палубы, левого и правого борта, в двухдонные или глубокие бункерные цистерны. Краны для отбора проб устанавливаются на соединениях палубы для получения репрезентативного образца для (а) анализа берега; (б) испытания на борту; и (c) удержание на судне …
  13. Обработка топлива с высокой плотностью

  14. Плотность топлива, испытанного при 15 ° C, может приближаться к плотности воды, быть равной ей или превышать ее.При использовании топлива с высокой плотностью уменьшение разницы в плотности между топливом и водой может вызвать проблемы с разделением, но не с обычными твердыми примесями …..
  15. Регулятор вязкости

  16. Непрерывная проба топлива прокачивается с постоянной скоростью через тонкая капиллярная трубка. Поскольку поток через трубку является ламинарным, перепад давления в трубке пропорционален вязкости. В этом агрегате электродвигатель приводит в действие шестеренчатый насос через редуктор со скоростью 40 об / мин…..
  17. Смесители топлива

  18. Обычно более дешевое остаточное топливо используется для больших медленных дизельных двигателей, а генераторы работают на более легком и более дорогом дистиллятном топливе. Добавление небольшого количества дизельного топлива к тяжелому топливу значительно снижает его вязкость, и если для дальнейшего снижения вязкости используется нагревание, смесь можно использовать в генераторах с соответствующей экономией …..
  19. Подогреватели топлива

  20. Система который подает остаточное топливо из резервуара для ежедневного использования в дизельное топливо или котел, должен довести его до нужной вязкости путем нагрева.Для сжигания мазута в топке котла или двигателе с воспламенением от сжатия его необходимо предварительно нагреть ….
  21. Гомогенизатор

  22. Гомогенизатор представляет собой альтернативное решение проблемы воды в топливе с высокой плотностью. Его можно использовать для эмульгирования небольшого процента для впрыска в двигатель с топливом. Это противоречит обычной цели удаления всей воды, которая в свободном состоянии может вызвать газовыделение топливных насосов, коррозию и другие проблемы …
  23. Система сжигания котла в комплекте

  24. Элементарная автоматическая система сжигания на основе двухпламенная горелка используется во многих вспомогательных котлах.Горелка имеет увеличенный размер, чтобы показать детали. Для устройства используются различные различные системы управления …..
  25. Обработка смазочного масла

  26. Минеральные масла для смазки, как и топливо, получают из нефти в процессе нефтепереработки. Базовые компоненты смешиваются для получения смазочных материалов с желаемыми свойствами и правильной вязкостью для конкретных задач. ….

Главная страница || Охлаждение || Машины || Услуги || Клапаны || Насосы || Вспомогательная сила || Карданный вал || Рулевые механизмы || Судовые стабилизаторы || Холодильное оборудование || Кондиционирование воздуха || Палубное оборудование || Противопожарная защита || Судовая конструкция || Главная ||


Генеральное грузовое судно.com предоставляет информацию о грузовых судах, различных системах механизмов — процедурах обращения, мерах безопасности на борту и некоторых базовых знаниях о грузовых судах, которые могут быть полезны людям, работающим на борту, и тем, кто работает на терминале. По любым замечаниям, пожалуйста Свяжитесь с нами

Copyright © 2010-2016 General Cargo Ship.com Все права защищены.
Условия использования
Прочтите нашу политику конфиденциальности || Домашняя страница ||

Принцип работы воздушного компрессора

1, Процесс ингаляции:

Всасывающий порт на стороне впуска винта должен быть спроектирован так, чтобы камера сжатия могла быть полностью инспираторной, а винтовой компрессор не имел впускного и выпускного коллектора.Впускной воздух открывается только регулирующим клапаном. Когда ротор вращается, пространство зубчатых канавок основного и вспомогательного ротора имеет наибольшее пространство, когда он передается на открывающийся конец впускного конца. В это время пространство канавки зуба ротора связано со свободным воздухом воздухозаборника. Когда выпуск закончен, канавка зуба находится в состоянии вакуума, когда он передается во впускной канал, внешний воздух вдыхается вдоль осевого потока в зубцы основного и вспомогательного ротора.Когда воздух заполнен всей канавкой зуба, сторона всасывания ротора на стороне от шасси впускного отверстия для воздуха, воздух между канавкой зуба закрывается, вышеупомянутое [процесс впуска]. 4.2 закрыт и процесс транспортировки: главный и тиски два ротора в конце всасывания, основные и тисковые зубы ротора и закрытие коробки закрыты, тогда воздух больше не выходит из зазора в канавке, то есть [ закрытый процесс]. Два ротора продолжают вращаться, вершина зуба и канавка зуба на стороне всасывания анастомоза, поверхность постепенно перемещается к стороне выпуска, то есть [процесс доставки].4.3 процесс сжатия и впрыска топлива: в процессе транспортировки поверхность зацепления постепенно перемещается к выпускному концу, то есть между поверхностью зацепления и выпускной канавкой между канавкой постепенно уменьшается, газ внутри желоба постепенно сжимается, давление увеличивается , Это [процесс сжатия]. При сжатии в то время как масло также происходит из-за роли давления и распыления в камеру сжатия и смешивание воздуха.

2, выхлоп:

Когда зацепляемый конец ротора входит в контакт с выпускным отверстием корпуса, сжатый газ выпускается при максимальном давлении сжатого газа до тех пор, пока поверхность зацепления гребня зуба и канавка зуба не переместятся к выпускной торцевой поверхности. , (Процесс выпуска), в то же время длина канавки между поверхностью зацепления ротора и входным отверстием корпуса является самой длинной, а процесс всасывания, в свою очередь, продолжается.

3, процесс сжатия и впрыска топлива:

В процессе транспортировки поверхность зацепления постепенно перемещается к выпускному концу, то есть зазор между поверхностью зацепления и выпускным отверстием постепенно уменьшается, а газ в канавке постепенно сжимается, а давление увеличивается, то есть [процесс сжатия]. При сжатии в то время как масло также происходит из-за роли давления и брызг в камеру сжатия и смешивается с воздухом.

4, выпускной процесс:

Когда зацепляющий конец ротора приводится в контакт с выпускным отверстием корпуса, сжатый газ выпускается при максимальном давлении сжатого газа до тех пор, пока поверхность зацепления гребня зуба и канавка зуба не переместятся к выпускной торцевой поверхности. Поверхность зацепления и выпускное отверстие корпуса для этого пространства канавки зуба равны нулю, что завершено (процесс выпуска), в то время как

Основы сжатого воздуха: Винтовые

Винтовые компрессоры

являются «рабочими лошадками» большинства производителей во всем мире.Если вы видите большое здание, и там делают что-нибудь, скорее всего, их производственный процесс работает от винтового винтового компрессора.

Для этого есть веская причина. Промышленный винтовой компрессор имеет 100% рабочий цикл. Он может работать 24/7 без перерыва, и на самом деле он обычно работает лучше и длится дольше при таком использовании. Поршневой компрессор обычно работает лучше, когда он может сделать перерыв — ему нравится прерывистый рабочий цикл. Однако роторный двигатель может работать весь день без остановок — он не любит постоянно запускаться и останавливаться.

Другая причина заключается в том, что при правильном размере винтовые компрессоры могут быть одними из самых энергоэффективных компрессоров на рынке. Ключи — это правильный размер, правильная конструкция воздушной системы и интеллектуальное управление компрессором. Вы можете поместить в воздушную систему самый эффективный компрессор в мире, но если система и схема управления плохо спроектированы, компрессор не будет эффективным.

Давайте поговорим о том, как они сжимают воздух

Типичный винтовой воздушный компрессор имеет два взаимосвязанных винтовых ротора, заключенных в корпус.Воздух поступает через клапан, обычно называемый впускным клапаном, и забирается в пространство между роторами. Когда винты вращаются, они уменьшают объем воздуха, увеличивая, таким образом, давление.

Существуют также винтовые воздушные компрессоры с одним винтом. Однако они не очень популярны, когда дело доходит до сжатия воздуха. Вы увидите их больше в холодильных установках. Их принцип работы выходит за рамки этого блога, но если вам интересно, вы можете прочитать здесь больше.В остальной части этого сообщения в блоге можно предположить, что речь идет о компрессорах с более чем одним винтом.

Узел, в который входят роторы и корпус, в котором они находятся, называется «воздушным блоком» или компрессорным блоком. Это терминология для всех роторных компрессоров, будь то роторные, спиральные, винтовые или кулачковые — часть, которая сжимает воздух, называется компрессорным блоком.

Винтовые компрессоры могут быть масляными или безмасляными. Безмасляные компрессоры заключены в кавычки, потому что безмасляные компрессоры не обеспечивают безмасляный воздух (в воздухе вокруг нас есть масло).Однако разница в том, что в безмасляных роторных механизмах масло в камере сжатия отсутствует.

В роторно-винтовом компрессоре с масляной смазкой охватываемый ротор приводится в движение двигателем или двигателем, а охватывающий ротор приводится в движение охватываемым ротором или, фактически, тонкой масляной пленкой, которая находится между ними. Масло также герметизирует камеру сжатия и действует как охлаждающая жидкость.

В безмасляном роторно-винтовом компрессоре набор шестерен регулирует синхронизацию между охватываемым и охватывающим ротором.Нет масла для уплотнения камеры, поэтому без нескольких ступеней вы не сможете достичь такого высокого давления, как при использовании масляной смазки. Кроме того, в них нет охлаждающего масла, поэтому они нагреваются, что снижает эффективность. Из-за этого безмасляные винтовые компрессоры обычно ограничиваются специальными применениями или являются двухступенчатыми. Есть некоторые безмасляные компрессоры, в которых в качестве охлаждающей жидкости используется вода, но они встречаются редко.

Винтовой компрессор — это гораздо больше, чем компрессорный блок.Давайте посмотрим на типичный винт с масляной смазкой:

Компрессорный блок не просто сжимает воздух; он сжимает воздушно-масляную смесь. Затем эта смесь поступает в резервуар, называемый резервуаром-сепаратором или отстойником. Масло отделяется от воздуха под действием центробежной силы — когда воздух вращается в баке, масло выпадает, потому что частицы масла тяжелее частиц воздуха. Обычно в баке есть перегородки, которые помогают в этом. Также имеется разделительный элемент, который удаляет почти все оставшееся масло — почти все, кроме нескольких частей на миллион (обычно 3 ppm).

Оттуда масло и воздух идут двумя разными путями. Затем воздух проходит через охладитель и направляется в ваше приложение. Масло будет возвращаться в компрессорный блок или через маслоохладитель. Обычно имеется термостатический клапан, который направляет масло в ту или иную сторону в зависимости от температуры масла. Вы не хотите, чтобы компрессор работал слишком горячим или слишком холодным. Если нагреться, масло поджарится, снизится эффективность и сгорят другие компоненты. Если вы бежите слишком холодно, вы никогда не станете достаточно горячим, чтобы вскипятить жидкую воду, выпавшую из воздуха при сжатии.Слишком много жидкой воды в масле приведет к отказу компрессорного блока.

Обычно имеется клапан минимального давления или обратный клапан минимального давления, который не выпускает воздух в воздушную систему до тех пор, пока не будет достигнуто минимальное давление для смазки компрессора. Есть масляный фильтр, который отфильтровывает загрязнения в масле. Также имеется воздушный фильтр, препятствующий попаданию внутрь крупных загрязнений. Другой общий компонент — это продувочный клапан (или разгрузочный клапан). Этот клапан сбрасывает избыточное давление в поддоне до давления холостого хода, когда компрессор работает на холостом ходу.

Безмасляный роторный механизм состоит из различных компонентов. Обычно имеется два компрессорных блока, и воздух охлаждается с помощью промежуточного охладителя между ними. Обычно шестерни обоих компрессорных блоков находятся в коробке передач, и эта коробка передач смазывается. Сальник и избыточное давление используются для предотвращения попадания масла из коробки передач в компрессорный блок. Бака сепаратора, маслоохладителя или термоклапана нет, но другие компоненты обычно есть.

Вот и все, что касается винтовых воздушных компрессоров.Далее мы рассмотрим основы спиральных воздушных компрессоров.

% PDF-1.4 % 973 0 объект > endobj xref 973 134 0000000016 00000 н. 0000003033 00000 н. 0000003198 00000 п. 0000006024 00000 н. 0000006844 00000 н. 0000006928 00000 н. 0000007014 00000 н. 0000007112 00000 н. 0000007264 00000 н. 0000007325 00000 н. 0000007450 00000 н. 0000007511 00000 н. 0000007657 00000 н. 0000007718 00000 н. 0000007862 00000 н. 0000008012 00000 н. 0000008165 00000 н. 0000008226 00000 н. 0000008320 00000 н. 0000008420 00000 н. 0000008591 00000 н. 0000008652 00000 п. 0000008763 00000 н. 0000008910 00000 н. 0000009107 00000 н. 0000009167 00000 н. 0000009296 00000 н. 0000009398 00000 н. 0000009512 00000 н. 0000009573 00000 п. 0000009679 00000 н. 0000009740 00000 н. 0000009852 00000 н. 0000009912 00000 н. 0000009972 00000 н. 0000010033 00000 п. 0000010094 00000 п. 0000010156 00000 п. 0000010306 00000 п. 0000010368 00000 п. 0000010499 00000 п. 0000010561 00000 п. 0000010699 00000 п. 0000010761 00000 п. 0000010917 00000 п. 0000010979 00000 п. 0000011120 00000 н. 0000011182 00000 п. 0000011302 00000 п. 0000011364 00000 п. 0000011492 00000 п. 0000011554 00000 п. 0000011697 00000 п. 0000011759 00000 п. 0000011884 00000 п. 0000011946 00000 п. 0000012091 00000 п. 0000012152 00000 п. 0000012213 00000 п. 0000012275 00000 п. 0000012393 00000 п. 0000012455 00000 п. 0000012581 00000 п. 0000012643 00000 п. 0000012705 00000 п. 0000012767 00000 п. 0000012913 00000 п. 0000012975 00000 п. 0000013124 00000 п. 0000013186 00000 п. 0000013333 00000 п. 0000013395 00000 п. 0000013457 00000 п. 0000013514 00000 п. 0000013590 00000 п. 0000013621 00000 п. 0000013652 00000 п. 0000013728 00000 п. 0000013752 00000 п. 0000016660 00000 п. 0000016684 00000 п. 0000019226 00000 п. 0000019250 00000 п. 0000021977 00000 п. 0000022001 00000 п. 0000024828 00000 п. 0000024852 00000 п. 0000027682 00000 н. 0000027706 00000 п. 0000028081 00000 п. 0000028333 00000 п. 0000029798 00000 п. 0000030045 00000 п. 0000030297 00000 п. 0000030500 00000 п. 0000059939 00000 п. 0000061169 00000 п. 0000062396 00000 п. 0000062719 00000 п. 0000063274 00000 п. 0000066056 00000 п. 0000066080 00000 п. 0000068576 00000 п. 0000068600 00000 п. 0000068799 00000 н. 0000068879 00000 п. 0000069087 00000 н. 0000079736 00000 п. 0000080612 00000 п. 0000091079 00000 п. 0000093298 00000 п. 0000095921 00000 п. 0000096000 00000 п. 0000096080 00000 п. 0000096160 00000 п. 0000096240 00000 п. 0000096320 00000 п. 0000096400 00000 п. 0000096480 00000 п. 0000096560 00000 п. 0000096640 00000 п. 0000096720 00000 п. 0000096800 00000 п. 0000096880 00000 п. 0000096960 00000 п. 0000097040 00000 п. 0000097120 00000 п. 0000123958 00000 н. 0000138825 00000 н. 0000151603 00000 н. 0000168151 00000 п. 0000168201 00000 н. 0000003254 00000 н. 0000006000 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 974 0 объект > endobj 975 0 объект > endobj 1105 0 объект > ручей HVml l8! N; Y * C KH + iҬcȭ ׇ * YGk} @ lv ~ Ip ܝ}> 5] + H $ # DXF [D * -QU = w ~ IQ

Применения частотно-регулируемого привода в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

2.Принципы

2.1. VFD

VFD — это электрическое устройство, используемое для управления скоростью вращения электродвигателя переменного тока (AC) путем регулирования частоты электроэнергии, подаваемой на двигатель. Его также называют приводом с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), приводом с регулируемой скоростью (ASD), частотно-регулируемым приводом (AFD), приводом переменного тока, инверторным приводом [3] или приводом переменного напряжения и переменной частоты (VVVF).

Большинство частотно-регулируемых приводов, используемых в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, представляют собой инверторы, использующие синусоидальную ШИМ-технологию.Как показано на рисунке 1, частотно-регулируемый привод работает путем преобразования входящей мощности переменного тока в мощность постоянного тока с помощью выпрямителя на диодном мосту, затем пропускания фильтрованного, сглаженного напряжения на инвертирующую секцию и, наконец, управления напряжением и частотой, подаваемыми на двигатель высокими значениями. быстродействующие биполярные транзисторы [4].

Рисунок 1.

Принципиальная схема частотно-регулируемого привода [4]

Выходное напряжение регулируется путем изменения ширины и количества импульсов напряжения, как показано на рисунке 2, тогда как выходная частота изменяется путем изменения длины цикла.

Рисунок 2.

Форма сигнала ШИМ с синусоидальной кодировкой [4]

ЧРП может обеспечить следующие преимущества:

  • Возможность плавного пуска снижает пусковой ток при запуске двигателей и, таким образом, снижает механическую нагрузку на двигатель и повышает надежность двигателя.

  • Бесступенчатое регулирование скорости двигателя электрически.

  • Значительно снижает энергопотребление двигателя при правильном управлении.

  • Повышает коэффициент мощности всей приводной системы, включая частотно-регулируемый привод и двигатели.

  • Характеристики систем измерения и контроля.

Эти преимущества способствуют широкому использованию частотно-регулируемых приводов в различных промышленных процессах, включая HVAC. Хотя оснащение частотно-регулируемого привода в новой или существующей системе увеличивает начальные инвестиции, снижение стоимости частотно-регулируемого привода в сочетании с повышенной экономией энергии, получаемой с помощью частотно-регулируемого привода, приводит к короткому периоду окупаемости, который обычно составляет менее трех лет.

2.2. Вентиляторы и насосы с регулируемой скоростью

Вентиляторы и насосы с регулируемой скоростью — это вентиляторы и насосы, оборудованные частотно-регулируемыми приводами.Поскольку их скорости меняются при изменении частоты питания, эти насосы и вентиляторы также называются вентиляторами и насосами с регулируемой частотой. Рабочие характеристики центробежных вентиляторов и насосов делают их отличными кандидатами для применения в ЧРП. Согласно законам сродства вентилятора и насоса мощность вентилятора или насоса имеет кубическую зависимость от скорости двигателя. Следовательно, можно добиться значительной экономии энергии за счет снижения скорости двигателя с помощью соответствующих средств управления.

Переменные, связанные с производительностью вентилятора или насоса, включают диаметр рабочего колеса D , скорость вращения N , плотность газа / воды ρ , объемный расход Q , давление P , мощность Вт и механический КПД η .В типичном применении диаметр вентилятора или насоса постоянный. Расход воздуха или воды, напор вентилятора или насоса и мощность зависят исключительно от скорости. Эти отношения представлены следующими уравнениями [3] (где уравнения (1) и (2) обозначают два рабочих условия):

Уравнение (3) четко показывает, как изменение скорости влияет на изменение мощности. Например, снижение скорости на 50% теоретически приводит к снижению мощности на 87,5%. Существует несколько типов систем воздуха и воды, включая систему с регулируемым объемом воздуха с одним воздуховодом (SDVAV), систему с двумя каналами переменного объема воздуха (DDVAV), однозонную систему, многозонную систему, первичную и / или вторичную систему охлажденной воды системы и системы горячего водоснабжения.Для каждого типа системы требуется особая стратегия управления, а не фиксированная работа на низкой скорости без модуляции.

2.3. Компрессоры с регулируемой скоростью

Компрессоры с регулируемой скоростью или компрессоры с регулируемой частотой вращения — это компрессоры, оснащенные частотно-регулируемым приводом. В индустрии HVAC есть несколько типов компрессоров, связанных с холодильными системами: поршневые, винтовые, спиральные и центробежные. Все они являются жизнеспособными компонентами для приложения VFD. Обычно используемые рабочие среды включают воздух и хладагент.Воздушные компрессоры часто используются в промышленных процессах в качестве источника энергии для пневматических систем управления. Компрессоры хладагента обычно используются в кондиционерах, агрегатах кондиционирования воздуха (AHU) или чиллерах в жилых и коммерческих зданиях. Значительный прогресс в теоретических исследованиях и применении компрессоров с регулируемой скоростью был достигнут за последние тридцать лет. Еще в 1982 году Итами и др. [5] провели экспериментальное исследование производительности и надежности роторного компрессора и поршневого компрессора в сочетании с преобразователями частоты.В 1996 году Куреши и Тассу [6] представили обзор применения управления производительностью с переменной скоростью в холодильных системах. Он отметил, что применение частотно-регулируемого привода на компрессорах до сих пор в основном ограничивалось установками кондиционирования воздуха небольшой мощности, и лишь небольшое количество применений применялось к установкам средней мощности. По-прежнему требовалась дополнительная исследовательская работа. С тех пор были проведены обширные исследования применения приводов с регулируемой скоростью в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха [7–9].

В отличие от других типов компрессоров, центробежные компрессоры имеют такие же энергетические характеристики, как центробежные вентиляторы и насосы.Спиральный компрессор особенно подходит для частотно-регулируемого привода из-за его внутренней конструкции. Спиральные компрессоры и поршневые компрессоры являются наиболее часто используемыми типами для крышных агрегатов (RTU) и тепловых насосов (HP). Для большинства существующих компрессоров с постоянной скоростью наиболее целесообразным способом является установка частотно-регулируемого привода на компрессор. В последние годы некоторые производители оригинального оборудования (OEM) компрессоров, такие как Emerson и Danfoss, уже производили компрессоры с регулируемой скоростью.Несколько крупных производителей систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, такие как Trane, Carrier, McQuay, Lennox, AAON, York и Emerson, начали оснащать компрессоры с регулируемой скоростью в своих новых продуктах, таких как RTU, HP, блоки кондиционирования воздуха в компьютерных залах (CRAC) или чиллеры. .

В отличие от вентиляторов и насосов, спиральные и поршневые компрессоры обычно не имеют кубической зависимости между мощностью и частотой. На рисунке 3 показана приблизительная линейная зависимость между мощностью и частотой для 5-тонного RTU со спиральным компрессором, основанная на экспериментальном исследовании [10].Это соотношение ясно показывает, как мощность компрессора изменяется с частотой. Линейная корреляция также полезна для разработки новой, более простой модели компрессора [11].

Рис. 3.

Зависимость мощности компрессора от частоты для 5-тонного RTU

3. Применение частотно-регулируемого привода

3.1. Пневматические системы

3.1.1. Однозонная система переменного расхода воздуха (VAV)

Однозонная система VAV — это простейшая воздушная система. Система VAV в основном включает заслонки наружного и возвратного воздуха, фильтр, змеевики нагрева и охлаждения и приточный вентилятор.Некоторые агрегаты могут также иметь змеевик предварительного нагрева, байпасную заслонку и возвратный вентилятор. На рисунке 4 представлена ​​типичная однозонная система VAV.

Рисунок 4.

Типичная однозонная система VAV

Как правило, однозонная вентиляционная установка используется для регулирования температуры только в одном помещении. Традиционный метод заключается в объединении клапана охлаждения и нагрева для управления уставкой температуры охлаждения и нагрева помещения. Для приточного вентилятора с частотно-регулируемым приводом скорость вращения вентилятора можно регулировать для поддержания заданной температуры в помещении, тогда как клапаны охлаждающего и нагревательного змеевиков используются для управления температурой приточного воздуха (SAT).

Начиная с выпуска 2010 г. стандарта ASHRAE Standard 90.1 [12], были добавлены некоторые требования для управления однозонной системой VAV. Требовалось, чтобы однозонные кондиционеры и фанкойлы с охлаждающим змеевиком на охлажденной воде и приточным вентилятором с двигателем мощностью более 5 л.с. имели приточные вентиляторы, управляемые двухскоростными двигателями или частотно-регулируемым приводом. Аналогичным образом, все кондиционеры и блоки переменного тока с охлаждающим змеевиком прямого расширения (DX) и производительностью ≥110 000 БТЕ / ч, обслуживающие отдельные зоны, должны иметь приточные вентиляторы, управляемые двухскоростным двигателем или частотно-регулируемым приводом.Эти требования обязательны.

Существует множество успешных примеров применения ЧРП для однозонных блоков в проектах. Ли и др. [13] применили технологию частотно-регулируемого привода к десятку однозонных систем, установив частотно-регулируемый привод на каждой из них. Они продемонстрировали, что установка частотно-регулируемых приводов на приточных вентиляторах в серии однозонных агрегатов может сэкономить гораздо больше энергии, чем запуск половины агрегатов на постоянной скорости и отключение оставшейся половины.

3.1.2. Одноканальная система VAV

Одноканальная система VAV — самая популярная система, которая включает в себя главный кондиционер, воздуховоды и несколько клеммных коробок.Приточно-вытяжные установки состоят из заслонки наружного воздуха и заслонки возвратного воздуха, фильтра, змеевика предварительного нагрева, охлаждающего змеевика и устройств безопасности. На рисунке 5 показана типичная система SDVAV.

Рис. 5.

Типичная одноканальная система VAV

В одноканальной системе VAV преобразователи частоты устанавливаются на приточный и возвратный вентилятор. Обычно скорость приточного вентилятора регулируется для поддержания статического давления в воздуховоде на заданном уровне. По мере уменьшения нагрузки на систему скорость частотно-регулируемого привода уменьшается для поддержания той же уставки.Между тем, нет необходимости поддерживать постоянное значение уставки. При уменьшении нагрузки на систему требуется меньший поток воздуха для доставки в помещение. Уставка статического давления может быть сброшена для соответствия условиям. Эта уставка может быть сброшена в зависимости от скорости ЧРП или расхода воздуха приточного вентилятора [14].

Для обратного вентилятора существует несколько методов управления: регулирование скорости обратного вентилятора для поддержания (а) статического давления в обратном канале или (б) создания дифференциального давления. Однако эти средства управления ненадежны из-за измерения давления.Новый метод управления использует метод отслеживания объема для поддержания разницы в потоках воздуха между приточным и возвратным вентиляторами.

3.1.3. Двухканальная система VAV

Двухканальная система переменного объема воздуха (DDVAV) обрабатывает горячий и холодный воздух отдельно и подает их через горячие и холодные воздуховоды. Горячий и холодный воздух смешиваются в клеммной коробке и затем поступают в помещение. Существует два типа систем DD: двухканальная система с одним вентилятором и двухканальная система с двумя вентиляторами. В первом есть приточный вентилятор, доставляющий поток воздуха как на горячую, так и на холодную палубу.У второго есть специальный вентилятор подачи в каждой колоде. Холодная дека включает охлаждающий змеевик, тогда как горячая палуба оборудована змеевиком с горячей водой или паром. На рисунке 6 представлена ​​принципиальная схема системы DDVAV с одним вентилятором.

Рисунок 6.

Принципиальная схема системы DDVAV с одним вентилятором

В двухканальной системе VAV с одним вентилятором ЧРП устанавливается на приточный вентилятор. В двухканальной системе VAV с двумя вентиляторами и отдельными приточными вентиляторами для горячей и холодной палубы на каждом вентиляторе установлен частотно-регулируемый привод.Если в этой системе также есть обратный вентилятор, на обратном вентиляторе также установлен ЧРП.

Обычно для двухканальной системы с одним вентилятором приточный вентилятор регулируется для поддержания статического давления холодной деки, тогда как главный демпфер горячей деки регулируется для поддержания заданного значения статического давления горячей деки. В двухканальной системе с двумя вентиляторами скорость каждого приточного вентилятора регулируется для поддержания собственной уставки статического давления. Аналогичным образом, в одноканальной системе VAV скорость обратного вентилятора регулируется для поддержания разницы в потоках воздуха между приточным и обратным вентиляторами.

Экономия энергии в двухканальной системе VAV часто достигается за счет регулирования скорости вращения вентилятора и сброса температуры приточного воздуха в воздуховоде. Лю и Кларидж [15] представили модели для максимальной потенциальной экономии энергии за счет оптимизации графиков сброса горячего и холодного отсека, где можно ожидать 75% потенциальной экономии.

3.1.4. Многозонная система

Многозонная система обслуживает несколько зон, каждая из которых имеет свои собственные тепловые требования. Как и в двухканальной системе, в одной многозонной системе есть холодная и горячая палубы.Однако разница в том, что холодный воздух и горячий воздух смешиваются на выходе из вентиляционной установки перед доставкой в ​​помещение, тогда как в двухканальной системе горячий и холодный воздух смешиваются в клеммных коробках. На рисунке 7 показана принципиальная схема типичной многозонной системы, в которой частотно-регулируемый привод установлен на приточном вентиляторе.

Рисунок 7.

Многозонная система VAV (три зоны)

В многозонной системе скорость приточного вентилятора модулируется для поддержания статического давления нагнетаемого воздуха или температуры в наихудшей зоне на уровне заданного значения.Заслонка регулируется для поддержания заданной температуры каждой зоны.

3.1.5. Система вытяжного воздуха

Система вытяжного воздуха часто связана с одним агрегатом обработки воздуха, агрегатом подпитки или агрегатом свежего воздуха. Система вытяжного воздуха применима для нескольких типов помещений, таких как кухни, кафетерии и лаборатории в больнице, и это лишь некоторые из них. Им требуется достаточно свежего воздуха и связанного с ним отработанного воздуха. Должен быть обеспечен надлежащий отвод отработанного воздуха для удовлетворения требований к давлению в здании или помещении.Поскольку воздушный поток, подаваемый приточно-вытяжной установкой, является переменным, поток отработанного воздуха регулируется соответствующим образом. На рис. 8 показана система вытяжного воздуха, в которой преобразователь частоты установлен на вытяжном вентиляторе.

В этой системе вытяжного воздуха частотно-регулируемый привод настроен на поддержание заданного значения давления всасываемого воздуха или разницы в расходе воздуха между приточным и вытяжным воздухом для поддержания необходимого давления в здании.

Рисунок 8.

Система выпуска отработанного воздуха

3.2. Системы водоснабжения

Основные водные системы в системе HVAC включают систему охлажденной воды, систему конденсатора и систему горячего водоснабжения.Каждая система имеет специальные насосы, циркулирующие воду по замкнутому или разомкнутому контуру. В этих системах могут быть установлены частотно-регулируемые приводы, которые могут снизить потребление энергии насосом в условиях частичной нагрузки.

3.2.1. Система охлажденной воды и система воды конденсатора

Система охлажденной воды и система воды конденсатора — это две независимые системы в холодильной установке. На рисунке 9 показана типичная холодильная установка, состоящая из этих двух контуров. Система охлажденной воды включает один или несколько чиллеров, насосов охлажденной воды и охлаждающих змеевиков.Охлаждающие змеевики обычно располагаются в кондиционерах или фанкойлах. Существует два типа насосных систем: первичная система и первично-вторичная система. В первичной системе насос охлажденной воды обеспечивает циркуляцию охлажденной воды через испаритель чиллеров и охлаждающих змеевиков. В первично-вторичной системе есть два контура. Первичные насосы обеспечивают циркуляцию охлажденной воды только через чиллер, а вторичные насосы обеспечивают циркуляцию охлажденной воды по зданиям. Обычно используется одна байпасная труба, соединяющая первичный и вторичный водяные контуры.Было проведено множество исследований и тематических исследований, посвященных эффективности, надежности и оптимизации систем охлажденной воды первичного – вторичного или только первичного контура [16–18]. Когда частотно-регулируемые приводы устанавливаются на насосы охлажденной воды, то, как эксплуатировать насосы с максимальной эффективностью для одного или нескольких насосов, является одной из тем исследования.

В системе с охлажденной водой, как показано на Рисунке 9, охлаждающая нагрузка каждого змеевика изменяется в разных зонах и в разное время, что делает требуемый расход охлажденной воды переменным.Основные насосы настроены на поддержание перепада давления в контуре при одновременном поддержании минимального расхода воды, необходимого для чиллеров. Скорости вторичного насоса равны скоростям первичного насоса. По мере того как охлаждающая нагрузка здания уменьшается, требуемый расход охлажденной воды уменьшается. Уменьшение расхода насоса приводит к значительной экономии энергии насоса.

В системе водяного конденсата насос водяного конденсата обеспечивает циркуляцию конденсирующейся воды через конденсатор чиллеров и градирню.Когда частотно-регулируемый привод установлен на насос водяного конденсата, скорость насоса регулируется для поддержания перепада давления в контуре (Δ P ) или разницы температур (Δ T ).

Рисунок 9.

Система охлажденной воды и конденсаторной воды

Кроме того, частотно-регулируемые приводы могут быть установлены на вентиляторах градирни. Скорость вентилятора оптимизирована для поддержания температуры конденсационной воды на выходе из градирни.

3.2.2. Система горячего водоснабжения

Система горячего водоснабжения обеспечивает подачу горячей воды от котлов или теплообменников к нагревательным змеевикам вентиляционных установок или клеммным коробкам внутри здания.В традиционном режиме водяные насосы работают на полной скорости. Клапаны отопления на конечных пользователях настроены для управления заданной температурой в воздушной зоне. На Рисунке 10 показана система горячего водоснабжения с ЧРП, установленная на первичном и вторичном насосах. После установки частотно-регулируемых приводов скорость вторичного насоса часто регулируется для поддержания разницы температур подачи и возврата или перепада давления в контуре. Скорость первичного насоса может соответствовать скорости вторичного насоса и должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить прохождение достаточного количества воды через котлы.

Рисунок 10.

Система горячего водоснабжения

3.3. Воздушные компрессоры

Сжатый воздух находит множество применений в производственном процессе. В индустрии HVAC воздушные компрессоры могут использоваться для генерации сжатого воздуха для привода пневматических приводов заслонок и клапанов в установках для обработки воздуха. Сжатый воздух хранится в резервуаре под давлением, который служит источником воздуха для конечных пользователей. Традиционно давление в баке поддерживается двухпозиционным управлением одним или несколькими воздушными компрессорами.На рисунке 11 показана принципиальная схема системы воздушного компрессора с ЧРП, установленным на каждом компрессоре.

Обычно ступенчатое регулирование используется для поддержания давления сжатого воздуха. Когда конечным пользователям требуется меньше сжатого воздуха, а давление сжатого воздуха выше заданного значения, компрессор отключается. Напротив, еще один компрессор запускается, когда конечный пользователь использует больше сжатого воздуха, и давление сжатого воздуха падает ниже заданного значения. Это неэффективное управление приводит к частым запускам-остановкам компрессора, что определенно сокращает срок службы компрессора.Однако, если установлен частотно-регулируемый привод, износ компрессоров будет меньше, что продлит их срок службы. Кроме того, снижается мощность компрессора.

Рисунок 11.

Воздушная компрессорная установка

3.4. Холодильные системы

Холодильные системы также являются хорошими кандидатами для применения в ЧРП. Компрессор — это основное устройство, в котором частотно-регулируемый привод устанавливается в холодильном контуре. Типичные приложения включают RTU, HP, CRAC и чиллеры.

3.4.1. Установки на крыше

Установки на крыше — это один из типов унитарных воздухообрабатывающих агрегатов, предназначенный для использования вне помещений, обычно на крыше. Есть два типа конфигураций: блочный и раздельный. Типичный упакованный блок на крыше имеет систему охлаждения, доставляющую холодный воздух в помещение. Поэтому его также называют блоком прямого расширения (DX). Между тем, большинство RTU обеспечивают обогрев помещения с помощью газового или электрического обогревателя.

В RTU приточный вентилятор (или внутренний вентилятор) и компрессоры обычно работают с постоянной скоростью.В условиях частичной нагрузки из-за работы с постоянной скоростью потребляется чрезмерная мощность вентилятора и компрессора. Установка частотно-регулируемых приводов на вентиляторы и (или) компрессоры позволила существенно сэкономить на потребляемой мощности. Кроме того, компрессоры составляют большую часть потребляемой мощности RTU. С уменьшением скорости компрессора значительно снижаются как спрос, так и потребление энергии.

Рисунок 12.

Крышный одноступенчатый блок DX

Рисунок 12 представляет собой типичный одноступенчатый RTU.Приточный вентилятор обеспечивает циркуляцию воздуха через испаритель и нагреватель. Обычно приточный вентилятор и компрессор работают с постоянной скоростью. Первоначально частотно-регулируемый привод используется на приточном вентиляторе для регулирования скорости вращения вентилятора и поддержания заданной температуры в помещении. Этот тип RTU можно назвать RTU переменной емкости. Позже частотно-регулируемый привод также используется в компрессоре. Скорость вращения вентилятора и компрессора можно регулировать для управления температурой помещения.

3.4.2. Агрегаты с тепловым насосом

Агрегаты с тепловым насосом очень похожи на RTU, поскольку в обеих системах используется система охлаждения.Однако тепловые насосы могут использовать систему охлаждения для производства тепла в качестве первой ступени. В более холодных погодных условиях включается дополнительный нагрев, чтобы обеспечить дополнительную теплопроизводительность.

Преобразователь частоты также может быть установлен на тепловых насосах. Принципиальная схема очень похожа на RTU, как показано на рисунке 12.

3.4.3. Установки кондиционирования воздуха в компьютерных залах

Установка CRAC — это один из типов установок для кондиционирования воздуха, используемых для компьютерных залов или центров обработки данных. Блоки CRAC часто располагаются внутри центра обработки данных и обеспечивают охлаждение серверов.Типичный блок CRAC включает змеевик (и) прямого расширения, компрессоры, приточный вентилятор (ы), нагреватель (и) и увлажнитель (и).

Традиционный CRAC запускает вентиляторы и компрессоры с постоянной скоростью, что потребляет дополнительную мощность вентилятора и компрессора в условиях частичной нагрузки. Применение ЧРП преобразует блок CRAC в блок CRAC переменной производительности. ЧРП можно установить только на приточный вентилятор или на приточный вентилятор и компрессоры. Скорости приточного вентилятора и компрессора регулируются для поддержания заданной температуры в помещении.

Центр обработки данных часто представляет собой здание, в котором преобладает охлаждение. Уменьшение скорости вращения вентилятора и компрессора позволяет значительно сэкономить мощность вентилятора и компрессора.

3.4.4. Чиллеры

Есть несколько способов регулирования холодопроизводительности системы. (1) Двухпозиционное управление: это самый простой способ управления производительностью, но он может вызывать частые короткие циклы компрессоров, что отрицательно сказывается на производительности компрессора. (2) Управление разгрузкой: часто используется для поршневых компрессоров с несколькими цилиндрами.(3) Управление золотниковым клапаном: часто используется для винтового компрессора, который может регулировать мощность компрессора в широком диапазоне. (4) Байпас горячего газа: это неэффективный способ, поскольку используется смесь горячего и холодного хладагента. (5) Цифровой компрессор: разработан Emerson для спиральных компрессоров. Холодопроизводительность может варьироваться от 10% до 100%. (6) Компрессор с регулируемой скоростью: он обеспечивает плавное регулирование производительности системы в широком диапазоне и более энергоэффективен. Некоторые производители чиллеров уже производили чиллеры со спиральными компрессорами с регулируемой скоростью или с винтовыми компрессорами с регулируемой скоростью.

Для компрессора с частотно-регулируемым приводом скорость компрессора часто модулируется для поддержания заданной температуры приточной воды или приточного воздуха.

4. Применение частотно-регулируемого привода для обнаружения и диагностики неисправностей

Многие исследователи изучали обнаружение и диагностику неисправностей (FDD) в системах HVAC. Технология FDD — эффективный способ повысить надежность систем HVAC и снизить затраты на техническое обслуживание. Существует множество методов и стратегий на уровне оборудования и системном уровне FDD, включая AHU, RTU и т. Д.[19–21]. Практически все методы основаны на измерениях операций системы, таких как температура, влажность, давление, воздушный поток и расход воды.

Хотя частотно-регулируемые приводы широко используются в вентиляторах, насосах и компрессорах в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, большая часть этих приложений сосредоточена на том, как использовать частотно-регулируемый привод для управления скоростью двигателя. Тем не менее, ЧРП может измерять несколько полезных электрических параметров, которые можно использовать для мониторинга системы и целей FDD.

Типичный частотно-регулируемый привод может измерять и выдавать выходные данные скорости / частоты, тока, мощности, крутящего момента и многих других параметров.Эти электрические сигналы имеют внутреннюю взаимосвязь с рабочими характеристиками системы. Например, Ли и др. [10] разработали несколько сигнатур неисправностей для одноступенчатой ​​установки DX на крыше, используя измерения мощности вентилятора, мощности компрессора и температуры приточного воздуха путем экспериментального исследования. С помощью этих известных параметров можно заранее определить компоненты и неисправности системы. Эти сигналы могут быть отправлены на внешний контроллер или систему BAS через аналоговые выходные сигналы или цифровые сигналы связи (Modbus, N2, FLN, BACNet и т. Д.)).

На рисунках 13 и 14 представлены две конфигурации подключения между частотно-регулируемым приводом и контроллером агрегата / BAS. На рис. 13 ЧРП управляет скоростью нескольких двигателей, таких как двигатель вентилятора, двигатели насоса или компрессоры. Контроллер контролирует работу двигателей и получает информацию о работе двигателя (такую ​​как скорость, ток, мощность и крутящий момент) по цифровой связи. Контроллеры используют эту информацию и другие показания измерений системы (например, температуру) для выполнения анализа FDD.

Также очень часто каждый частотно-регулируемый привод управляет только одним двигателем, как показано на Рисунке 14. Контроллер взаимодействует с каждым частотно-регулируемым приводом и выполняет анализ FDD на основе работы всех двигателей.

Рисунок 13.

Конфигурация A, показывающая соединение между VFD и контроллером

Рисунок 14.

Configuration B, показывающая соединение между VFD и контроллером

Одним из примеров является применение VFD на FDD в упакованных RTU. Общие неисправности RTU включают засорение змеевика испарителя, засорение фильтра, засорение змеевика конденсатора, утечку хладагента и неправильную заправку.Обычные методы обнаружения этих неисправностей — это использование измерения нескольких точек температуры и давления и сравнение фактических показаний с показаниями в нормальном состоянии. Фактически, электрические сигналы могут отражать изменение характеристик системы. Недавние исследования показывают, что электрические сигналы, такие как скорость (частота) и мощность частотно-регулируемого привода, в сочетании с другими температурными параметрами, могут быть использованы для обнаружения этих распространенных неисправностей на основе экспериментальных исследований [10].

Чтобы получить частоту (скорость) и киловатт как для вентилятора, так и для компрессора, оба они должны быть оснащены частотно-регулируемым приводом, с использованием частотно-регулируемого привода для управления обеими скоростями или использования специального частотно-регулируемого привода для вентилятора и компрессора.Чтобы контролировать работу RTU, в блоке в дополнение к VFD устанавливаются датчик температуры наружного воздуха (OAT) и датчик температуры приточного воздуха (SAT). Скорость и мощность частотно-регулируемого привода предоставляются самим частотно-регулируемым приводом и отправляются на внешний контроллер или BAS через связь Modbus. Измеренные системные параметры, такие как скорость VFD, мощность VFD, OAT и SAT, используются для выполнения FDD на существующем RTU.

5. Рекомендации по применению

5.1. Минимальная скорость VFD

Для всех приложений VFD относительно легко установить максимальную скорость или частоту.В США максимальная скорость обычно составляет 60 Гц. В некоторых случаях используется более высокая скорость, что нетипично и рекомендуется [22]. Напротив, настройка минимальной скорости требует большего внимания, поскольку она потенциально может повлиять на энергопотребление здания и характеристики двигателя.

Во-первых, у самого мотора есть некоторые ограничения. Производители частотно-регулируемых приводов часто рекомендуют минимальную скорость 30% от их номинальной скорости (18 Гц), чтобы предотвратить перегрев двигателя из-за недостаточного воздушного потока [23]. Для двигателя с инверторным режимом минимальная настройка может быть ниже 20% (12 Гц).Однако для обеспечения эффективности операций необходимо учитывать дополнительные факторы.

Для вентиляторов и насосов минимальная скорость может составлять всего 6 Гц, не вызывая перегрева двигателя и других механических недостатков [18]. Между тем, следует также учитывать рабочие факторы, такие как требования к качеству воздуха в помещении (IAQ) и требования к распределению воздуха. Если скорость вентилятора слишком низкая, при таком же положении заслонки наружного воздуха в помещение поступает меньше свежего воздуха. Следовательно, необходим правильный инженерный расчет.Кроме того, режим работы накладывает ограничения на минимальную скорость. Для однозонной установки, работающей в режиме охлаждения, низкая скорость может вызвать очень низкую скорость на выходе из воздуховода, что может привести к сбросу холодного воздуха прямо в пространство без хорошей смеси. В режиме нагрева слишком низкая скорость может вызвать застаивание горячего воздуха на верхнем уровне помещения из-за эффекта плавучести. Следовательно, фактическая минимальная скорость вентилятора может составлять 20 Гц или около того. В насосах охлажденной воды скорость первичного насоса должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить подачу охлажденной воды через чиллеры.В противном случае аварийный сигнал низкого расхода воды может привести к сбою работы чиллеров.

Для компрессоров их минимальная частота вращения должна определяться на основе возврата масла, а также конструктивных требований и требований безопасности. Например, производитель рекомендовал минимальную скорость частотно-регулируемого привода 25 Гц для компрессоров Discus и 45 Гц для спиральных компрессоров [24]. У большинства компрессоров возникает проблема резонанса вибрации на определенных скоростях. Это можно решить, запрограммировав частотно-регулируемый привод на пропуск этого диапазона, или просто установив более высокую минимальную скорость для обхода этого диапазона.

5.2. Помехи

Большинство частотно-регулируемых приводов используют широтно-импульсную модуляцию для управления скоростью двигателя. ШИМ может создавать большие и быстрые колебания напряжения или электромагнитные помехи (EMI) из-за быстрого нарастания и спада сигналов, используемых схемами управления ШИМ. Помехи отрицательно сказываются на работе системы управления и компонентов двигателя.

Существует несколько рекомендаций по минимизации помех от VFD [25].

  • Минимизируйте длину кабеля между частотно-регулируемым приводом и двигателем.Чем длиннее кабель, тем больше потенциал отраженного напряжения. Пользователи должны соблюдать требования производителя по установке силового кабеля. Как правило, длина кабеля не должна превышать 200 футов.

  • Используйте самую низкую несущую частоту частотно-регулируемого привода, поскольку она влияет на максимально допустимую длину кабеля. Чем ниже частота, тем больше максимально возможная длина кабеля между частотно-регулируемым приводом и двигателями.

  • Используйте армированный кабель питания. Для силового кабеля рекомендуется использовать металлическую внешнюю броню для защиты компонентов системы от высокочастотных электрических полей.Следует использовать медь или алюминий, потому что сталь не обеспечивает эффективного экранирования на высоких частотах.

  • Используйте отдельные металлические кабелепроводы для входного и выходного питания, проводов управления и коммуникационных проводов [26].

  • Используйте изолирующие трансформаторы для питания частотно-регулируемого привода. Таким образом, для ЧРП и системы управления используются отдельные специализированные трансформаторы и заземления. Эта система заземления может создать путь для устранения нежелательных сигналов.

  • Используйте другие компоненты подавления шума, такие как фильтры входной мощности, фильтры выходной мощности и синфазные дроссели.Эти компоненты могут помочь подавить электрический шум в приложениях VFD.

  • Выберите двигатели с согласованным управлением и номиналом от инвертора. Эти двигатели спроектированы таким образом, чтобы выдерживать дополнительное напряжение при управлении с помощью частотно-регулируемых приводов.

Компрессор DENAIR, Винтовой воздушный компрессор, Промышленный компрессор

Производитель воздушного компрессора

Denair Compressor Co., Ltd. — китайский производитель компрессоров для тяжелых условий эксплуатации. Наша компания была открыта в 2005 году как совместное китайско-германское предприятие.С момента основания мы занимаемся разработкой, производством и распространением высокотехнологичного промышленного оборудования. Помимо портативного варианта, наш воздушный компрессор также доступен в безмасляном исполнении, в исполнении высокого давления и с роторно-винтовой конструкцией. Мы предлагаем машины мощностью от 7,5 до 355 кВт. Дополнительно мы предоставляем подходящее оборудование для постобработки.

  1. Винтовой воздушный компрессор мощностью 7,5 кВт Поставляя необходимый воздух с простой конструкцией, в продукте полностью используется ротационный винт, который обычно заменяет поршень, что увеличивает срок службы и снижает стоимость.Этот продукт подходит для обработки металлов, аварийного обслуживания, приводного и пневматического инструмента, распыления краски и других отраслей промышленности.
  1. Воздушный компрессор 22 кВтНаш роторно-винтовой компрессор DA-22A 30 л.с. с ременным приводом оснащен экраном ПЛК на китайском и английском языках. Благодаря устройству самодиагностики и защиты продукт также позволяет дистанционное управление и управление блокировкой для нескольких воздуховодов. Он может эксплуатироваться с применением высоких технологий без участия рабочего и может работать без сбоев от 40 до 80 тысяч часов.
  1. Стационарный винтовой воздушный компрессор мощностью 37 кВтРоторно-винтовой компрессор мощностью 50 л.с. с одноступенчатым сжатием имеет систематизированную конструкцию, чтобы в значительной степени снизить количество отказов при работе. Продукт имеет достаточное вытеснение воздуха и идеальное энергопотребление, занимая передовое место в этой области. Благодаря ведущему центру автоматического управления продукт позволяет переключаться по времени.
  1. Большой винтовой воздушный компрессор мощностью 250 кВт Агрегат спроектирован в закрытом корпусе и представляет собой комбинацию винтового компрессора, электродвигателя, системы выпуска воздуха, системы распыления масла, системы разделения масла и воздуха, системы охлаждения, системы управления и электрической системы. .Нет необходимости в специализированной базе, поэтому изделие легко переносить и устанавливать.
  1. DA-55AZV 75HPБлагодаря различным технологиям управления скоростью, роторно-винтовой компрессор с прямым приводом VSD мощностью 75 л.с. реализует сочетание вытеснения воздуха с потреблением воздуха пользователями, чтобы предотвратить чрезмерные потери мощности. Преобразователь частоты регулирует воздушный поток посредством модуляции скорости вращения двигателя, чтобы поддерживать выходную мощность
  1. DA-75AZV 100HPDA-75AZV 100HP Одноступенчатый винтовой воздушный компрессор VSD — это недавно разработанное устройство.В этом продукте используется система ремня клинового типа с низким уровнем обслуживания. Благодаря автоматическому натяжному устройству продукт обеспечивает отличную передачу энергии. Крупный продукт движется по прямому приводу с постоянной скоростью 1: 1.
  1. Электрический переносной воздушный компрессорНаш электрический переносной воздушный компрессор можно регулировать в зависимости от вытеснения воздуха и давления выхлопа в соответствии с требованиями пользователей. Диапазон мощности составляет от 11 до 250 кВт, а подача воздуха достигает 40 м3 / мин.Благодаря звукоизолирующей конструкции продукт издает низкий уровень шума. Он надежен и прост в обслуживании.
  1. Безмасляный воздушный компрессор В настоящее время многие устройства для обезвоживания недоступны из-за наличия масла в сжатом воздухе, например, охлаждающий осушитель, чистый осушитель без нагрева, продувочный осушитель с внешним подогревом и т. Д. Однако чистый воздух, сжатый нашим продуктом, полностью защищает оборудование для обезвоживания, поэтому снижается стоимость обслуживания обезвоживающего устройства.
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *