Выбираем компрессорное оборудование для собственного гаража, автосервиса или СТО

Для проведения огромного количества работ в собственном гараже и тем более на профессиональном СТО необходим сжатый воздух, ведь большинство профессионалов предпочитают работать именно с пневмоинструментом так как он намного мощнее и безопаснее электрических аналогов. Для обеспечения потребности в сжатом воздухе идеально подходит компрессор! Но как выбрать компрессор, который прослужит долго и не окажется слишком дорогим? Именно об этом мы и поговорим в нашей статье.  

Выбираем по потребностям

Учитывая тот факт, что компрессор оборудование не дешевое стоит уделить особе внимание подбору мощности компрессора, которого точно хватит на ваши траты, при этом ее запас не будет «простаивать» в надежде что когда-то вы докупите еще оборудование, на работу которого и будет тратиться этот запас.  Просчитайте для каких целей будет использоваться компрессор сейчас и в ближайшем будущем опираясь на данные производителей пневмоинструмента по потреблению сжатого воздуха и давлению. Все эти данные в обязательном порядке указываются в документации к инструменту. В крайнем случае, если паспорт оборудования утерян – как правило все паспорта имеются в открытом доступе в сети интернет, достаточно ввести название, модель и pdf. Кроме того, нужно обязательно учитывать тот факт, что даже в самом загруженном СТО пневмоинструмент не используется 24/7, поэтому полученные данные стоит усреднить. Если вы хотите углубиться в подсчеты – далее в статье мы расскажем вам подробно как это сделать. Но если вы не особо дружите с цифрами – достаточно будет просто предположить какое пневмооборудование можно использовать одновременно, как долго и с какой периодичностью это будет происходить. С этими данными вы можете обратиться к нашим консультантам, и они с удовольствием помогут вам подобрать идеальную модель компрессора под ваши потребности.

Компрессор для гаража – винтовой или поршневой?

Самые распространенные виды компрессоров — это конечно же винтовой и поршневой типы. Давайте разберемся что они из себя представляют.

Поршневой компрессор

Самый простой и понятный в устройстве поршневой компрессор. Он работает по тому же принципу что и насос для велосипеда, например, то есть воздух всасывается внутрь цилиндра и сжимается за счет перемещения поршня.

Конструкция поршневого компрессора включает поршневую головку, электродвигатель, реле давления, ресивер. Отличаются поршневые компрессоры своим повторно-кратковременным режимом работы. А это значит что такому компрессору нужно периодически останавливаться для охлаждения чтобы избежать поломки, а за это время идет подпитка пневмомагистрали исключительно ресивером. Несмотря на такой недостаток поршневые компрессоры обладают и большим количеством преимуществ, среди которых: низкая цена, простая конструкция что упрощает обслуживание и ремонт при необходимости, легкое техобслуживание. Отсюда можно сделать вывод что если у вы планируете периодическое использование, вам не нужна большая производительность и компрессор будет работать в тяжелых производственных и климатических условиях то вам стоит сделать выбор в сторону именно поршневого типа компрессоров, так как они прослужат дольше и обойдутся в несколько раз дешевле даже учитывая финансовые затраты во время эксплуатации.

Винтовой компрессор

Данный тип компрессорного оборудования является более совершенным и современным но и стоит он дороже. Принцип работы такого компрессора похож на принцип работы мясорубки.

Два винта вращаются в одном и том же направлении с одинаковой частотой при этом сжимая воздух между собой вытесняя его тем самым в линию нагнетания. Работа такого компрессора непрерывна и не требует чередования с фазой покоя потому что винты могут вращаться без остановки практически круглосуточно. Соответственно производительность этого типа оборудования выше чем у поршневых аналогов.

При одинаковой производительности в сравнительном анализе винтового и поршневого компрессоров, винтовой будет иметь такие преимущества:

• Меньший размер
• Высокое качество воздуха на выходе
• Меньше расходы на обслуживание
• Шумность ниже на 10-12 дБ
• Высокая надежность
• Меньший износ деталей

Выше ресурс кривошипно-шатунного механизма, а так же винтовой пары (средний показатель в условия постоянной эксплуатации составляет 8-9 лет работы, а в более щадящих условиях до 20 лет).

Конструкция винтовых компрессоров несколько сложнее чем у поршневых. Она состоит из винтовой пары, циркуляционной системы охлаждения и смазки, автоматической системой управления, а некоторые модели, называемые компрессорными станциями так же оборудованы встроенным осушителем и микрофильтрами.

«Все в одном» - компрессорная станция винтовая

Компрессорная станция – удовольствие не из дешевых, ценник на такое оборудование в среднем в 5 раз выше чем на поршневой той же производительности. Если у вас большое производство или крупный автосервис где требуется разветвленная пневмосистема берите винтовую компрессорную станцию не смотря на ее стоимость. Поверьте, за годы эксплуатации в режиме повышенного износа она много раз себя окупит.

А вот если вы являетесь обладателем небольшого, гаражного СТО, где пневомооборудование используется не часто, или хотите приобрести компрессор для личного использования  – тут силы винтового компрессора будут избыточными, достаточно будет правильно подобрать поршневое оборудование. А если учесть что винтовые компрессоры работают исключительно от сети 380 В то для использования его в обычном гараже они никак не подойдут. Поэтому давайте подробнее остановимся именно на выборе поршневого компрессора.

Как выбрать поршневой компрессор

На какие параметры стоит обратить внимание при выборе поршневого компрессора? Конечно же это максимально рабочее давление компрессора или Pmax, а так же производительность – Q.

По давлению ассортимент компрессоров велик, от 6 до 16 бар самые популярные модели. Как же выбрать тот который подойдет именно вам? Тут нет ничего сложного – давление которое выдает компрессор должно быть больше чем рабочее давление пневмоинструмента которое вы к нему подключаете.

Для примера – практически всему автосервисному пневмоинструменту для работы нужно давление 6-6,5 бар, для работы окрасочного пистолета будет достаточно 4 бар. Отсюда делаем вывод что для работы шлифовальной машинки и краскопульта вам подойдет компрессор выдающий давление в 6 бар и более. Но вы должны учитывать что для корректной и долгой службы стоит делать запас как минимум в 2 бар для того чтобы компрессор не работал на максимальных показателях. С помощью прессостата вы сможете уменьшить заводские настройки если это вам потребуется, но увеличить – нет. В тоже время мы не рекомендуем вам увлекаться частой настройкой прессостата, так как это устройство очень капризное и по неопытности вы сможете повредить компрессор, а ремонт влетит вам в хорошую копеечку. Для понижения давления вам будет достаточно перед самым использованием установить регуляторы давления на нужную вам величину.

При подсчете максимального давления которое выдаст компрессор не забывайте учитывать весь путь сжатого воздуха от компрессора до пневмопотребителя и чем длиннее эта линия, тем больше потерь будет в итоге. А если вы выбрали компрессор без запаса мощности то ситуация может стать не очень хорошей. Так же очень часто при подключении магистрали делается все с ошибками в итоге потери давления будут еще больше. Иногда ошибок допускается так много что воздух доходящий до пневмоинструмента уже не имеет давления достаточного для корректной работы пневмоинструмента. Поэтому мы все же рекомендуем для гаражных работ выбирать поршневой компрессор с максимальной мощностью не менее 8 бар. А если вы планируете разветвленную сеть – то не меньше 10 бар. Учитывая особенности работы поршневого компрессора о которых мы уже говорили выше – имеется ввиду его повторно-кратковременный режим работы – чем больший запас воздуха попадет в ресивер тем дольше будет работать ваш компрессор и тем большее время для отдыха он получит. А зачем нужен отдых поршневому компрессору? Разбирая эту особенность рабочего процесса компрессора поршневого типа мы ближе подойдем к пониманию одной из самых важных характеристик – производительности.

Режим работы поршневого компрессора

Для того чтобы поршневой компрессор работал «как часы», нужно чтобы его поршневая головка не перегревалась. Конечно при производстве компрессора учитывается это его слабое место и поршневые головки изготавливаются из сплавов которые имеют высокую теплопроводность, плюс обеспечивается достаточный обдув чтобы компрессор успевал охлаждаться. Ведь если он не успеет остыть – компрессор просто заклинит. Именно потому что заводских мер по борьбе с перегревом не всегда достаточно поршневые компрессоры используются с перерывами которые гарантируют охлаждение головки.

Коэффициент внутрисменного использования компрессора

Как и большинство техники, компрессора делятся на несколько групп – полупрофессиональный, профессиональные и промышленные. А делит их на эти группы как раз таки КВИ - коэффициент внутрисменного использования. Это коэффициент показывает какой период заданного промежутка времени компрессор может работать в режиме нагнетания. Например, для полупрофессиональных компрессоров этот коэффициент равен - 0,2, для профессиональных - 0,5 а для промышленных 0,7. Теперь давайте расшифруем эти цифры – если взять за максимальный рабочий промежуток времени 10 минут, то из них в нагнетательном режиме компрессор может работать максимум 7, а остальное время ему нужно охлаждаться. Не забывайте так же о том что поршневой компрессор в обязательном порядке должен иметь запас производительности для его корректной работы. Если запас производительности не предусмотреть - компрессор не сможет производить дополнительный объем воздуха для периода отдыха и быстро выйдет из строя. Какой запас производительности предпочтителен нужно решать из того какого класса компрессор вы приобретаете, чем дешевле и проще компрессор который вы приобретаете тем больше запаса вы должны предусмотреть.

Ресивер: основные функции и назначение

Функциональным назначением ресивера в поршневом компрессоре являются:

• Сохранение объема сжатого воздуха
• Нивелирование излишних пульсаций воздуха
• Охлаждение объема сжатого воздуха.

Большинство информации в интернете сводится к мифу что размер ресивера сильно влияет на качество и долговечность работы компрессора. На самом деле это не верно, потому что до момента полного наполнения ресивера до максимального давления и отключения автоматики компрессора должно пройти немалое время, и если объем ресивера сильно увеличить то компрессору придется работать без остановки и охлаждения слишком долго, за счет чего он быстро выйдет из строя. Аналогично плохим решением является слишком малый объем ресивера, в этом случае компрессор будет слишком часто стартовать что так же приведет к его быстрому износу.

При изучении ассортимента поршневых компрессоров разных производителей вы обязательно заметите что компрессоры одной и той же производительности могут поставляться с разным объемом ресивера. Это делается для того чтобы каждый покупатель мог подобрать идеальное соотношение для себя. Так, если расход воздуха компрессора при работе у вас будет примерно равный по времени то не стоит переплачивать и можно ограничиться ресивером минимального объема. Если же возможны пиковые нагрузки – тут уже рекомендуется выбирать ресивер побольше. Средний объем ресивера для оптимальных условий работы должен быть таким чтобы компрессор наполнял его за 3-4 минуты. Из изложенной выше информации легко сделать вывод что к подбору ресивера как и к подбору производительности стоит подходить ответственно. Подбирайте такой объем ресивера чтобы его объем позволил работать компрессору в режиме внутрисменного использования на который он рассчитан и не более того.

Как правильно считать производительность компрессора

Большинство обывателей неправильно понимают величину производительности компрессора, а точнее – не учитывают что она может значительно разнится в зависимости от факторов среды. Ведь одна и та же масса воздуха при разных показателях атмосферного давления и температуры будет занимать разный объем внутри компрессора. Поэтому объемную производительность компрессора никак нельзя считать постоянной величиной, ведь она напрямую зависит от начальных условий при которых воздух всасывался. Кстати, по ГОСТу, производительностью компрессора считается объем воздуха на выходе из него при условии учета начальных параметров всасывания. Усредненными условиями принятыми за эталон считается атмосферное давление в 1 бар и температура воздуха +20 °С. Обозначать же производительность принято в литрах или кубометрах в единицу времени: м³/мин, м³/ч, л/с, л/мин.

Но тут нужно учитывать еще тот факт что зарубежные производители компрессоров знать не знают, да и не желают, о наших ГОСТах. Поэтому в компрессорах изготовленных за границей чаще всего заявляют производительность по параметрам входа воздуха, хотя бы потому что это величина будет более «выгодной» для них. А о том что на выходе производительность будет ниже за счет потерь во всасывающих и нагнетательных клапанах и остаткам воздуха в зазоре между поршнем в верхнем положении и клапанной группой, они конечно же умалчивают. Для подсчета разницы между производительностью на «входе и выходе» можно пользоваться приблизительными коэффициентами, а именно для промышленных компрессоров коэффициент составляет 0,65-0,75, для профессиональны – 0,6-0,65, для бытовых (полупрофессиональных) – 0,55. Используя эти значения можно легко подсчитать какова реальная производительность зарубежного компрессора. Возьмем для примера компрессор бытовой с заявленной производительностью 250 л/мин. Считаем 250*0,55=137,5. Тоесть реальная производительность этого компрессора будет составлять 137,5 л/мин. Поэтому при покупке стоит ориентироваться как раз таки на этот параметр. Но в магазине sillan.kz менеджеры обязательно подскажут вам реальный параметры производительности каждого конкретного компрессора как на входе так и не выходе. 

Самое время приступить к приблизительным расчетам! Конечно же все приведенные нами параметры усреднены и дают небольшую погрешность, но в целом они позволят вам правильно сориентироваться и определить необходимые вам параметры компрессора для покупки.

Подсчеты

Первым шагом в подсчетах должен быть расчет воздухопотребления. Конечно же мы рекомендуем вам брать оригинальные данные из тех паспортов вашей техники. Мы же здесь в таблице приводим ориентировочные усредненные показатели.

Усредненные номинальные показатели пневмооборудования

Так же для подсчета нам нужны будут такие переменные:

G (л/мин) – общее потребление воздуха

G1, G2 … Gn – потребление воздуха каждой используемой единицей инструмента.

Ки – коэффициент использования оборудования. Это отношение времени работы инструмента к определенному временному отрезку. Пример – ваш окрасочный пистолет работает 20 минут в течении часа – тогда его коэффициент использования будет 20/60 = 0,33.

Ки1, Ки2 … Киn - коэффициент использования каждого конкретного оборудования

Таким образом мы можем произвести расчет общего воздухопотребления по формуле:

G (л/мин) = G1 · Ки1 + G2 · Ки2 + … + Gn · Киn

Но на самом деле это еще не все, в этой формуле не учтена возможность использования одновременно нескольких инструментов. Поэтому нам нужно дополнительно узнать коэффициент синхронности. Ориентировочные значения этого коэффициента приведены в таблице.

То есть получено по формуле значение нам нужно умножить на соответствующий ему коэффициент синхронности и только на основании этой величины уже выбирать поршневой компрессор.

Запутались? Давайте разберемся на конкретном примере!

У нас есть небольшая покрасочная мастерская для авто. Цель – подобрать для нее компрессор для обеспечения сжатым воздухом двух пневматических инструментов: окрасочного пистолета и шлифовальной машинки. Заданные тех паспортом инструментов характеристики:

- для пистолета окрасочного расход воздуха 350 л/мин, Ки 0,6

- для шлифовальной машины расход воздуха 400 л/мин, Ки 0,6

Шаг 1: определяем общий расход воздуха по известной нам формуле

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

Шаг 2: учитываем коэффициент синхронности работы из таблицы, где указано что при использовании 2-ух пневмоинструментов он будет равен 0,95.

G = 450 · 0,95 = 428 л/мин

Итого мы получили общее потребление воздуха для работы данных пневмоинструментов 428 л/мин. Теперь посмотрим в другую таблицу и узнаем необxодимое давление для работы этих инструментов: шлифовальная машина – 6 бар. Краскопульт 4 бар. Добавим запас в 2 бар из-за разницы на входе и выходе о которой писалось выше и получаем что для работы нам будет необходим компрессор на 8 бар.

 Шаг 3: нужно рассчитать теоретическую  производительность компрессора на входе.

Возьмем переменные:

G – расход воздуха общий, эту переменную мы уже посчитали, у нас она равна 428 л/мин

b – коэффициент запаса производительности который зависит от класса компрессора

Кпр – коэффициент производительности головки компрессора (КПД)

В таблице ниже указаны значения b и Кпр для компрессоров работающих в диапазоне от 6 до 8 бар.

Далее производим расчет по формуле Qвх = G · (b/Кпр)

Применяем эти данные к нашим требованиям. Исходя из данных таблицы поршневой компрессор самого простого, хобби-типа нам не подходит, а вот масляный с ременным приводом совсем другое дело. Подставляем данные и производим подсчеты:

Qвх = 428 · (1,3/0,75) = 742 л/мин

Теперь стало ясно что нам нужно выбирать поршневой компрессор который будет иметь паспортную производительность не меньше 750 л/мин. Если вы все же решили брать компрессор отечественного производителя, а они как вы помните делаются по ГОСТу, то мы результат полученный в подсчетах уменьшаем на 30%. Остался последний шаг – нужно вычислить необходимый объем ресивера.

Шаг 4: определяем необходимый объем ресивера

Берем формулу для подсчета V (л) = (G · t · Кпр) / (60 · ΔP)

Где переменные будут:

ΔP – разница между максимальной и минимальной производительностью (в нашем случае 2 бар)

t – время отдыха компрессора в секундах – не менее 30 секунд, но лучше ровно столько сколько показывает коэффициент внутрисменного использования.

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

Получили 107 л равен минимальный объем ресивера. Но подобрать ресивер таким образом довольно сложно, так как большинство производителей поставляют компрессоры с ресиверами стандартного объема в 100, 200 300 или 500 литров. Отталкиваясь от обратного можно взять готовый объем и вычислить время t, таким образом мы узнаем сколько времени будет компрессор отдыхать при данном объеме ресивера. Например, если взять ресивер объемом 200 литров, то:

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

Да, эта цифра меньше чем заявленные коэффициентом внутрисменного использования 180-240 секунд, но в то же время понятно что у компрессора будет время на отдых.

Что делать если у вас уже есть компрессор, но он не справляется с поставленными задачами

Скорее всего в такой ситуации вам придется подбирать новый компрессор. Для того чтобы сделать это корректно, вам нужно путем простого эксперимента вычислить за какой промежуток времени давление в ресивере меняется с Pmax на Pmin. Для этого нужно довести давление в пневмосистеме до максимального значения. Отключить компрессор, запустить потребителей воздуха и засечь время за которой показатель давления понизиться до минимума. Допустим время будет равно 30 секунд, тогда произведем расчет по формуле:

G = 60 · V · ΔP / t · Кпр

Где V будет объемом ресивера в литрах.

Пример: V=100 литров, тогда произведя расчет по формуле:

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

Мы получим реальное воздухопотребление 533 литра в минуту и подставив эти данные в методику описанную выше, вы сможете подобрать новый компрессор под ваши потребности.