Ce sunt compresoarele de aer? Tehnic, compresor de aer sunt mașini care convertesc o formă de energie într-o altă formă, care poate fi apoi stocată și utilizată la un moment ulterior în timp. Dar nici această scurtă explicație, nici descrierea mai detaliată de mai jos nu fac dreptate această invenție - și impactul ei profund asupra vieților noastre.
De aceea, la nivel non-tehnic, răspunsul la întrebarea de mai sus este „Mașinile care ne-au schimbat lumea mai mult decât aproape orice altă invenție”.
Ceea ce poate suna a hiperbolă este de fapt o descriere foarte exactă a impactului compresoarele de aer au avut asupra societății noastre – și mai ales în sectorul industrial. În mai puțin de 150 de ani de când inginerul austriac Viktor Popp a construit prima instalație de compresoare, aer comprimat a devenit atât de indispensabilă încât acum este denumită „a patra utilitate” împreună cu electricitatea, apă și gaz.
Cifrele susțin această afirmație îndrăzneață. Se estimează că 10% din toată energia electrică consumată de industria prelucrătoare este folosită pentru aer comprimat.
Pentru a înțelege importanța aerul comprimat – și compresoarele care îl generează – să aruncăm mai întâi o privire mai atentă asupra fizicii acestuia. Aerul comprimat este pur și simplu aer obișnuit care este forțat într-un spațiu mult mai mic. Când se întâmplă acest lucru, moleculele sale se accelerează și se creează așa-numita „energie cinetică”. Acea energie cinetică poate fi fie folosită imediat, fie poate fi stocată și eliberată mai târziu.
Unul dintre motivele pentru care aerul comprimat a devenit atât de indispensabil este versatilitatea sa. Aproape fiecare industrie se bazează pe aer comprimat într-o anumită formă – de la fabrici de producție la mașini, nave și trenuri, șantiere de construcții la spitale, aer comprimat este folosit peste tot în jurul său.
Cu atât de multe aplicații diferite, are sens și faptul că există multe tipuri diferite de compresoare de aer. La urma urmei, compresorul mic și silențios care alimentează burghiul unui dentist nu ar trebui să fie același cu compresorul industrial care menține o întreagă fabrică în funcțiune.
Cu toate acestea, numeroasele opțiuni fac, de asemenea, dificil pentru nespecialiști să găsească compresorul potrivit pentru ei. Pentru a ușura lucrurile, iată o prezentare generală a diferitelor tipuri și tehnologii de compresoare.
Mai întâi, să aruncăm o privire la modul în care funcționează compresoarele. Există două tehnologii principale de compresie:
- Compresoare cu deplasare pozitivă au o cavitate care este umplută cu aer obișnuit (sau alt gaz la presiunea atmosferică). Acea cavitate devine apoi mai mică, ceea ce înseamnă că aceeași cantitate de aer trebuie să se potrivească într-un spațiu mai mic, iar presiunea și energia cinetică cresc.
- Compresoare dinamice obțineți creșterea necesară a presiunii prin accelerarea aerului (sau a gazului) cu un rotor și apoi încetinirea acestuia într-un difuzor.
Compresoarele cu deplasare pozitivă sunt mult mai frecvent utilizate și dispun de diferite tehnologii pentru deplasarea aerului. Compresoare cu piston utilizați o mișcare alternativă, compresoare cu șurub rotativ un singur rotor și cel mai rar utilizat
de exemplu, sunt mașini destul de simple, care sunt ieftin de cumpărat. Acestea sunt adesea soluția potrivită pentru operațiuni cu un necesar scăzut de aer comprimat.
Compresoarele cu șurub sunt mai avansate și oferă un cost total scăzut de proprietate. Sunt mai eficiente din punct de vedere energetic și pot produce mult mai mult aer comprimat.
Compresoarele dinamice, pe de altă parte, sunt utilizate în principal pentru operațiuni și aplicații care necesită volume foarte mari de aer.
Pe lângă lor principiul de funcționare , există și alte caracteristici care determină puterile unui compresor și cum poate fi utilizat cel mai bine.
Injectat cu ulei versus fără ulei : Nu toate aplicațiile necesită aer de cea mai bună calitate. De exemplu, aproape orice aer comprimat va face pentru a umfla o anvelopă, dar aerul comprimat care intră în contact cu produse farmaceutice sau alimente trebuie să fie foarte curat și să respecte reglementări stricte. Primul se numește „aer energetic”, iar cel de-al doilea „aer activ”. În general, aerul energetic trebuie să fie mai puțin curat, iar un compresor cu injectare de ulei poate face treaba. Ele sunt mai economice de cumpărat și de exploatat, dar aerul pe care îl produc conține urme de ulei.
Acest lucru le face nepotrivite pentru aplicații cu aer activ, care necesită aer mai pur. În acest caz, un compresor fără ulei este o alegere mult mai bună, deoarece produce aer absolut curat.
Compresoare cu piston cu 1 sau 2 trepte: Compresoare cu piston vin în două versiuni și sunt disponibile fie ca modele cu 1 treaptă, fie ca modele cu 2 trepte. Pentru lucrările mici care nu necesită o alimentare continuă cu aer, o versiune mai puțin costisitoare cu 1 etapă va fi potrivită. Cu toate acestea, pentru a opera unelte de mare putere și pentru a garanta o alimentare continuă cu aer comprimat, un piston în 2 trepte este probabil o soluție mai bună.
Transmisie prin curea versus transmisie directă: Compresoarele cu curea sunt o alegere mai bună atunci când fiabilitatea, ușurința în operare, rentabilitatea și puterea contează cel mai mult. Dacă aplicațiile solicită compresorului să-și ajusteze viteza și puterea, totuși, este de obicei de preferat o acționare directă.
Acționare cu viteză fixă versus variabilă : În timp ce numeroasele sale aplicații și utilizarea pe scară largă sunt un motiv major pentru care aerul comprimat (și generarea sa) reprezintă o pondere atât de mare din toată energia consumată de sectorul industrial, există un alt factor: este nevoie de multă energie pentru a comprima aerul. Atât de mult, de fapt, încât, pe durata de viață a unui compresor, costurile cu energia reprezintă cea mai mare parte a costului total de proprietate.
După cum indică numele, modelele cu viteză fixă au o singură viteză. Acest lucru funcționează bine pentru aplicații sau operațiuni care necesită un flux constant de aer (desigur, puterea compresorului ar trebui totuși adaptată la cerere pentru a nu risipi energie).
Cu toate acestea, este foarte ineficient dacă un loc de producție are o cerere fluctuantă de aer. In acele cazuri, Compresoarele cu viteză variabilă sunt o opțiune mult mai bună. Prețul lor inițial este mai mare, dar, deoarece consumă mult mai puțină energie prin potrivirea turației compresorului cu cererea de aer, sunt mult mai eficienți și oferă un cost de proprietate semnificativ mai mic.