Vad är luftkompressorer? Tekniskt sett luftkompressor är maskiner som omvandlar en form av energi till en annan form, som sedan kan lagras och användas vid en senare tidpunkt. Men varken den korta förklaringen eller den mer detaljerade beskrivningen nedan gör denna uppfinning - och dess djupa inverkan på våra liv - rättvisa.
Det är därför, på en icke-teknisk nivå, svaret på frågan ovan är "Maskinerna som har förändrat vår värld mer än nästan alla andra uppfinningar."
Vad som kan låta som överdrift är faktiskt en mycket exakt beskrivning av påverkan luftkompressorer har haft på vårt samhälle – och särskilt industrisektorn. På mindre än 150 år sedan den österrikiske ingenjören Viktor Popp byggde den första kompressoranläggningen, komprimerad luft har blivit så oumbärlig att den numera kallas den "fjärde nyttan" tillsammans med el, vatten och gas.
Siffrorna stödjer detta djärva uttalande. Det uppskattas att 10 % av all elektricitet som förbrukas av tillverkningsindustrin används till tryckluft.
För att förstå vikten av komprimerad luft – och kompressorerna som genererar den – låt oss först titta närmare på dess fysik. Tryckluft är helt enkelt vanlig luft som tvingas in i ett mycket mindre utrymme. När detta händer ökar dess molekyler snabbare och så kallad "kinetisk energi" skapas. Den kinetiska energin kan antingen användas direkt eller så kan den lagras och frigöras senare.
En av anledningarna till att tryckluft har blivit så oumbärlig är dess mångsidighet. Nästan varje industri förlitar sig på tryckluft i någon form – från tillverkningsanläggningar till bilar, fartyg och tåg, byggarbetsplatser till sjukhus, tryckluft används överallt.
Med så många olika applikationer är det också logiskt att det finns många olika typer av luftkompressorer. När allt kommer omkring borde den lilla och tysta kompressorn som driver en tandläkares borr inte vara densamma som industrikompressorn som håller en hel fabrik igång.
Men de många alternativen gör det också svårt för lekmän att hitta den kompressor som passar just dem. För att göra det enklare, här är en översikt över olika kompressortyper och teknologier.
Låt oss först ta en titt på hur kompressorer fungerar. Det finns två huvudsakliga komprimeringstekniker:
- Kompressorer med positiv deplacement har ett hålrum som är fyllt med vanlig luft (eller annan gas vid atmosfärstryck). Den håligheten blir då mindre, vilket innebär att samma mängd luft måste passa in i ett mindre utrymme och dess tryck och kinetiska energi ökar.
- Dynamiska kompressorer uppnå den önskade tryckökningen genom att accelerera luften (eller gasen) med ett pumphjul och sedan sakta ner den i en diffusor.
Kompressorer med positiv deplacement används mycket mer frekvent och de har olika tekniker för att tränga undan luften. Kolvkompressorer använd en fram- och återgående rörelse, roterande skruvkompressorer en enda rötor och den mer sällan utnyttjade
till exempel är ganska enkla maskiner som är billiga att köpa. De är ofta den rätta lösningen för verksamheter med lågt tryckluftsbehov.
Skruvkompressorer är mer avancerade och erbjuder en låg total ägandekostnad. De är mer energieffektiva och kan producera mycket mer tryckluft.
Dynamiska kompressorer, å andra sidan, används främst för operationer och applikationer som kräver mycket stora luftvolymer.
Förutom deras funktionsprincip , det finns andra egenskaper som avgör en kompressors styrkor och hur den bäst kan användas.
Oljeinjicerad kontra oljefri : Inte varje applikation kräver luft av högsta kvalitet. Till exempel kan nästan all tryckluft göra för att pumpa upp ett däck, men tryckluft som kommer i kontakt med läkemedel eller livsmedel måste vara mycket ren och uppfylla stränga regler. Den förra kallas "energiluft" och den senare "aktiv luft". Generellt sett måste energiluften vara mindre ren, och en oljeinsprutad kompressor kan få jobbet gjort. De är mer ekonomiska att köpa och driva men luften de producerar har spår av olja i sig.
Det gör dem illa lämpade för aktiva lufttillämpningar, som kräver renare luft. I så fall är en oljefri kompressor ett mycket bättre val eftersom den producerar absolut ren luft.
1-stegs eller 2-stegs kolvkompressorer: Kolvkompressorer finns i två versioner och finns antingen som 1-stegs eller 2-stegs modeller. För små jobb som inte kräver kontinuerlig lufttillförsel, duger en billigare 1-stegsversion. Men för att driva kraftfulla verktyg och garantera en kontinuerlig tillförsel av tryckluft är en 2-stegs kolv förmodligen en bättre lösning.
Remdrift kontra direktdrift: Remdrivna kompressorer är ett bättre val när tillförlitlighet, användarvänlighet, kostnadseffektivitet och kraft betyder mest. Om tillämpningar kräver att kompressorn justerar sin hastighet och effekt, är dock en direktdrift att föredra.
Drivenhet med fast hastighet kontra variabel hastighet : Även om dess många applikationer och utbredda användning är en viktig anledning till att tryckluft (och dess generering) står för en så stor andel av all energi som förbrukas av industrisektorn, finns det en annan faktor: Det krävs mycket energi för att komprimera luft. Faktiskt så mycket att energikostnaderna under en kompressors livstid utgör huvuddelen av dess totala ägandekostnad.
Som namnet antyder har modeller med fast hastighet bara en hastighet. Det fungerar bra för applikationer eller operationer som kräver ett jämnt luftflöde (naturligtvis skulle kompressorns effekt fortfarande behöva anpassas till efterfrågan för att inte slösa energi).
Det är dock mycket ineffektivt om en produktionsanläggning har ett fluktuerande luftbehov. I de fallen, Kompressorer med variabel hastighet är ett mycket bättre alternativ. Deras ursprungliga prislapp är högre, men eftersom de förbrukar mycket mindre energi genom att anpassa kompressorhastigheten till luftbehovet, är de mycket effektivare och erbjuder en betydligt lägre ägandekostnad.