Освоение коэффициента загрузки поршневых компрессоров

Выбор правильного воздушного компрессора для вашего применения может быть сложным процессом. Перед покупке операторам нужно определить качество и объем воздуха, необходимые для их применения. Каждая технология компрессора (винтовой, поршневой, центрифугный и др.) имеет оптимальный расход, поэтому пользователи должны выбирать технологию на основе потребности в сжатом воздухе.

Некоторые компрессоры, как винтовые и центрифугные, предназначены для непрерывной работы на полной скорости с поддержанием пикового расхода (в кубических футах в минуту, CFM). Их двигатели и системы охлаждения спроектированы для работы 100% времени без перегрева. Однако это не относится ко всем компрессорам.

Поршневые компрессоры не обладают возможностями охлаждения для длительной непрерывной работы. Поэтому у каждого поршневого компрессора должен быть указан расход и давление, а также процент времени, в течение которого он может работать без повреждений. Этот процент времени работы и остановки называется коэффициентом загрузки (duty cycle) компрессора.

Что такое коэффициент загрузки?

Коэффициент загрузки — термин, обычно используемый как рейтинг для электродвигателей — это отношение времени работы компрессора к общему времени цикла (общее время работы и остановки). Например, компрессор с общим временем цикла (Tc) 10 минут и временем работы (Tr) 6 минут имеет коэффициент загрузки 60%.

Коэффициент загрузки — не отраслевой стандарт

Хотя в индустрии сжатого воздуха существует множество стандартов, которым следуют производители, официального определения коэффициента загрузки компрессора нет. Это отсутствие определения может создавать путаницу, и операторы могут купить дорогие компрессоры, не соответствующие их ожиданиям или потребностям.

Некоторые поршневые компрессоры заявляют о 100% коэффициенте загрузки, но это невозможно. Что же означает этот рейтинг?

Расшифровка рейтинга 100% коэффициента загрузки

Обычно поршневые компрессоры могут генерировать более 150 psi и имеют большой накопитель на л.с. по сравнению с винтовым компрессором той же мощности. (Напоминаю, винтовые компрессоры работают непрерывно, поэтому им не нужен большой ресивер.) Поршневой компрессор наполняет бак высоконапорным воздухом, который пользователь расходует со временем. В конечном итоге компрессор снова включается для дозаправки бака.

Поршневой компрессор с заявленным 100% коэффициентом загрузки не означает, что он может работать непрерывно, а что он может обеспечивать воздух заданного давления и расхода 100% времени с помощью накопителя. Рассмотрим пример.

Компрессор рекламирует 100% коэффициент загрузки при 25 cfm и 100 psi. На самом деле он производит 42 cfm и имеет бак 130 галлонов.

Поршневые компрессоры обычно используют реле давления для управления системным давлением. Реле имеет две настройки — диапазон давления: нижнюю (включение) и верхнюю (выключение). Типичный диапазон — 30 psi. Для примера это позволяет включаться при 115 psi и выключаться при 145 psi.

Как заявлено, 25 cfm может непрерывно подаваться из бака. Когда давление падает до 115 psi, компрессор включается и качает до 145 psi в течение 125 секунд, затем выключается.

После 83 секунд непрерывного использования при 100 psi и расходе 25 cfm системное давление снова упадет до 115 psi, и цикл повторится.

Tr (время работы) = 125 секунд
Tc (общее время цикла) = 208 (125 + 83) секунд
Tr/Tc = Коэффициент загрузки 125/208 = .60 = 60%

Из расчетов видно, что поршневой компрессор фактически работает 60% времени. 60% — типичный рабочий коэффициент загрузки для поршневого компрессора, обеспечивающий долгую и надежную жизнь машины.

Не позволяйте рейтингам коэффициента загрузки нарушить вашу систему

Критически важно знать: 100% коэффициент загрузки на поршневом компрессоре не значит, что машина может работать непрерывно. Это может привести к повреждению, преждевременному износу и более высоким затратам на обслуживание.

Если у вас есть применение, требующее работы поршневого компрессора более 6 минут за раз (60% от идеального времени цикла 10 минут), проконсультируйтесь с экспертом. Вам может понадобиться более крупный компрессор или другая технология сжатия для удовлетворения потребностей системы.

Подпишитесь на нашу рассылку для получения советов и идей прямо на почту.