Jak správně vybrat a používat kompresor?

Přečtěte si, jak kompresory fungují a podle jakých parametrů vybrat kompresor do své dílny nebo provozu.

Obsah článku:

• Jak kompresory fungují?
• Jak při výběru kompresoru postupovat?
• Frekvence využívání kompresoru
• Výpočet potřebného objemu vzduchu
• Kvalita stlačeného vzduchu
• Tipy na kompresory do dílny i provozu

Kompresor je zařízení, které zvyšuje tlak vzduchu jeho stlačením a umožňuje tak jeho další využití. Výběr správného kompresoru má zásadní vliv na efektivitu a produktivitu práce. Je proto nezbytné zvolit přístroj odpovídajícího výkonu, velikosti, hlučnosti a energetické účinnosti.

Např. pro jemné řemeslné práce je vhodnější tichý a kompaktní kompresor, zatímco pro průmyslové použití je lepší volbou výkonnější a robustnější model.

Na následujících řádcích projdeme jednotlivé aspekty výběru kompresoru. Nejprve se ale podíváme, na jakém principu tato pneumatická zařízení pracují. Na konci článku pak najdete doporučení na konkrétní zařízení podle různého využití.

Jak fungují a vypadají kompresory?

V praxi využíváme nejčastěji dva typy kompresorů, které pracují na odlišném principu: pístový a šroubový.

Pístové kompresory

Pístové kompresory jsou většinou mobilní přístroje, opatřené držadlem a usazené na kolečkách pro snadné přenášení.

V porovnání se šroubovými kompresory jsou levnější, ale zároveň hlučnější a dosahují vyšších vibrací. Existují ovšem i zařízení v odhlučněném provedení. Nižší hlučnosti dosáhnete také použitím víceválcových kompresorů, které díky až třem pístům mohou pracovat v nižších otáčkách.

U pístového kompresoru se vzduch nejprve nasává a poté tlakuje pístem, který se pohybuje v cylindru, podobně jako ve spalovacím motoru automobilu. Stlačený vzduch se následně přesouvá do tlakové nádoby, tzv. vzdušníku, nejnápadnější součást kompresoru.

Při dosažení požadovaného tlaku vypne tlakový spínač kompresor, a naopak – pokud spínač zaznamená snížení tlaku, opět aktivuje kompresor. Tímto způsobem se udržuje konstantní tlak. Pohon kompresoru zajišťuje elektromotor, který pohání klikovou hřídel, napojenou na samotný píst.

Princip fungování pístového kompresoru.

Z pohledu dosažitelného tlaku rozlišujeme:

• jednostupňové kompresory – pracuje v jednom pístovém cyklu, celý proces komprese vzduchu probíhá v jediném kroku; je vhodný pro dílenské aplikace (s požadavky na nižší tlak),
• vícestupňové kompresory – využívá několik stupňů stlačení, vzduch prochází přes několik pístů a postupně se tlakuje; ideální pro průmyslové aplikace (s požadavky na vyšší tlak).

Šroubové kompresory

Šroubové kompresory mají méně pohyblivých dílů, a tak je jejich chod tišší a bez vibrací. Oproti pístovým kompresorům jsou větší, odolnější a disponují delší delší životností. Jejich místo je spíše v průmyslových provozech než v dílnách. Zároveň jsou ovšem dražší.

Základem šroubového kompresoru je – jak napovídá název zařízení – dvojice do sebe zapadajících šroubů. Jejich otáčením a přibližováním se vzduch v mezeře stlačuje a jeho tlak se zvyšuje. Stejně jako u pístového kompresoru se vzduch z jedné strany nasává a z druhé vytlačuje do vzdušníku.

O pohon šroubů se opět stará elektromotor, jehož výkon můžete regulovat připojením frekvenčního měniče.

Princip fungování šroubového kompresoru.

Pro snížení tření a provozní teploty se na pohyblivé součástky kompresoru zpravidla aplikují minerální oleje a jiná mazadla. Existují ale i bezolejové verze (viz níže).

Jak při výběru kompresoru pro dílnu či provoz postupovat?

Při výběru zařízení se nejprve zamyslete nad několika klíčovými otázkami:

1. Jak často bude kompresor v provozu?
2. Jaký objem stlačeného vzduchu budete potřebovat?
3. V jaké kvalitě stlačený vzduch potřebujete?

Pro rychlé srovnání slouží tato tabulka :

1) Frekvence využívání kompresoru

Platí, že pro sporadické použití v domácí dílně nebo malém podniku je ideální volbou pístový kompresor. Můžete ho zapínat a vypínat podle potřeby, je ale třeba pamatovat, že tyto modely se při každém zapnutí opotřebovávají. Při častějším používání, resp. při delším chodu se pístové kompresory přehřívají a ničí. Ideální frekvence provozu je:

• 4 sepnutí za hodinu, interval chodu nejvýše 10 minut (kompresory pro malé dílny a garáže),
• 6 sepnutí za hodinu, max. interval sepnutí 20 minut (kompresory k profesionálnímu využití).

Pro trvalý a intenzivní provoz jsou naopak vhodnější šroubové kompresory, navržené pro nepřetržitý chod a vyšší výkon. U šroubových kompresorů můžete navíc očekávat lepší regulaci výkonu a efektivnější zpracování stlačeného vzduchu.

U obou typů zařízení zajistěte včasnou výměnu oleje, filtrační vložky a obecně dbejte na údržbu.

Pravidla používání pístového kompresoru

Aby vám pístový kompresor sloužil dlouho a spolehlivě, je důležité dodržovat několik zásad

• Střídejte dobu zapnutí a vypnutí zařízení v poměru 3:1 – to znamená, že pokud kompresor běží např. 9 minut, nechte jej následně 3 minuty odpočívat.
• Omezte počet spínání – nejvýše 10 sepnutí za hodinu. Časté spínání vede k nadměrnému opotřebení motoru i samotného agregátu.

To, zda zvolit pístový kompresor, záleží mj. i na celkovém denním objemu stlačeného vzduchu (s ohledem na nutné provozní přestávky – výpočet najdete níže).

Pravidla používání šroubového kompresoru

Šroubová zařízení je důležité využívat každý den. Kompresor se alespoň jednou za 24 hodin musí dostat na provozní teplotu 80 °C, aby se (pomocí separátoru oleje) odstranila přebytečná vlhkost, která vzniká kondenzací. V opačném případě šroubový blok rychle koroduje.

Výkon šroubového kompresoru můžete regulovat připojením frekvenčního měniče, který změnou otáček pohonu podle potřeby snižuje a zvyšuje výkon kompresoru, tedy dodávané množství stlačeného vzduchu. U levnějších zařízení podobnou roli zastane sací klapka.

Detaily najdete v článku o efektivním provozu šroubových kompresorů.

2) Potřebný objem vzduchu

Při výběru modelu kompresoru potřebujete vědět, kolik vzduchu ve své dílně či provozu spotřebujete. To lze provést důkladnou analýzou využití jednotlivých pneumatických zařízení a operací. Pro orientační odhad spotřeby vám poslouží tato tabulka:

Výběr kompresoru podle spotřeby vzduchu se pak řídí velikostí vzdušníku, jaký je k danému zařízení možné připevnit.

Zároveň mějte na pamětí, že pro velké nárazové odběry (typicky při ofukování, stříkání barvy, pískování) je vhodnější velká tlaková nádoba. Pro pohánění linek a dalších aplikací se stálým odběrem vzduchu budete potřebovat šroubový kompresor s menším vzdušníkem.

Příklad: výpočet potřebné velikosti vzdušníku

Představte si, že do své dílny, kde je vaše spotřeba vzduchu 100 l/min, zvažujete nákup pístového kompresoru s následujícími parametry:

• objemu vzdušníku: 100 l,
• sání (rychlostí nasávání vzduchu) 250 l/min,
• maximální tlak stroje: 10 barů.

Při 1 bar by dokázal kompresor do vzdušníku natlakovat 1 × 100 litrů vzduchu (tedy objem nádoby), při tlaku 10 bar je to 10 × 100 l = 1 000 litrů vzduchu.

Jak dlouho zabere plné natlakování? Nyní víme, že se do vzdušníku vejde 1 000 litrů vzduchu – a zároveň víte, že výtlak je 250 litrů za minutu. Výpočet už je potom jednoduchý: 1 000 l / 250 l/min = 4 min

To ale neznamená, že byste s kompresorem mohli 1 000 litrů vzduchu ihned spotřebovat. Abychom totiž mohli zařízení efektivně využívat, musí si kompresor v nádobě nějaký tlak ponechat. Pokud jeho hodnota poklesne pod určitou úroveň, kompresor se znovu sepne a začne nasávat další vzduch.

V praxi je tento spínací tlak zpravidla 6,5 baru. Většina pneumatického nářadí totiž pro své fungování vyžaduje sílu tlaku 6 barů.

Rozdíl mezi maximálním (vypínacím) tlakem strojem (10 barů) a spínacím tlakem (6,5 baru) se nazývá hystereze. V našem případě je tedy hystereze 10 barů - 6,5 baru = 3,5 baru. Při 1 000 litrech tedy v nádobě vždy zůstává 650 litrů vzduchu a k okamžité spotřebě máme k dispozici pouze 350 litrů.

Pokud tedy spotřebujete všech 350 litrů, zapne se kompresor a zařízení doplní spotřebovaný vzduch za 1 minutu a 24 sekund (350 l / 250 l/min = 1,4 min).

V praxi ale zpravidla nečekáte, až zařízení všechen spotřebovaný vzduch doplní:

• Nejprve zařízení zapnete, počkáte, až se natlakuje a poté za 3,5 minuty spotřebujete připravených 350 litrů (vaše pracovní spotřeba je, jak píšeme výše, 100 litrů za minutu, tedy: 350 l / 100 l/min = 3,5 min.
• Poté s kompresorem dál pracujete, zatímco zařízení spotřebovaný vzduch doplňuje. To znamená, že z 250 litrů, které zařízení za minutu doplní, spotřebujete za stejný čas 100 litrů (efektivní výtlak je tedy 250 l/min - 100 l/min = 150 l/min). Spotřebovaných 350 litrů se tedy doplní za 2 minuty a 20 sekund (350 l / 150 l/min = 2,33 min).

Při pokračující spotřebě vzduchu má kompresor opět 3,5 minut přestávku (nemusí tlakovat vzduch a není v běhu) a poté opět sepne a 2,33 minuty tlakuje (je v běhu). Celý cyklus kompresoru je tedy 5 minut a 50 vteřin (3,5 min + 2,33 min = 5,88 min).

A protože z předchozích řádků víme, že u pístových kompresorů se doporučuje nejvýše 10 spínání za hodinu, můžeme zařízení se sáním 250 l/min zakoupit do dílny se spotřebou 100 l/min.

3) Kvalita stlačeného vzduchu

U běžných kompresorů se v důsledku přítomnosti maziv dostávají do stlačeného vzduchu zbytky oleje. Zatímco v dílenském a strojírenském provozu nejde o zásadní překážku, v určitých odvětvích (výčep piva, výroba potravin a léků, zdravotnictví ad.) nesmí ve vzduchu zůstat ani stopa po mazivu. Konkrétní koncentraci určuje norma kvality stlačeného vzduchu ISO 8573-1.

Ve šroubových kompresorech se olej od stlačeného vzduchu odděluje, ten pak ještě prochází přes filtr (viz článek o výběru vzduchového filtru). Existují i šroubové kompresory, které olej nepotřebují a chladí se vstřikováním kapaliny.

Tipy na kompresory podle použití

Zorientovat se v široké nabídce kompresorů není jednoduché. Proto na následujících řádcích představujeme parametry modelů pro různé aplikace. Inspirovat se můžete i testem růzých kompresorů.

Pístové kompresory pro řemeslníky a malé a střední provozy

Do domácí dílny či provozu jsou vhodné pístové kompresory, vybavené:

• provozem s automatizovaným spínačem tlaku,
• dvěma manometry pro sledování provozní tlaku a tlaku ve vzdušníku,
• přímým napojením kompresoru na pohon,
• dochlazovačem pro snižování vlhkosti stlačeného vzduchu.

Doporučené parametry pístového kompresoru pro řemeslníky, kutily a malé autodílny: výkon 3 kW, objem tlakové nádoby 150–200 l.

Pístový kompresor pro řemeslníky, kutily a malé autodílny Perfect Line 3 kW - 200 l

Doporučené parametry pístového kompresoru pro střední a větší provozy: výkon okolo 4 kW, objem tlakové nádoby okolo 270 l, vypínací tlak 11 barů (oblíbená je především značka ABAC).

Pístový kompresor pro střední a větší provozy Pro Line A49BX-4-270CT

Šroubové kompresory pro malé a střední provozy

Jsou vhodné pro profesionální využití a tam, kde potřebujete nepřetržitý proud vzduchu.

Doporučené parametry šroubového kompresoru pro střední a větší provozy: výkon okolo 4 kW, objem tlakové nádoby 200+ l.

Šroubový kompresor pro střední a větší provozy SPN-5,5/10DX-270

Co si z článku odnést?

• Pro dílenské je ideální pístový kompresor, zatímco pro nepřetržitý průmyslový provoz se hodí šroubový kompresor.
• Pístové kompresory jsou mobilní, levnější, ale hlučnější, zatímco šroubové kompresory jsou tišší, odolnější a vhodné pro intenzivnější využití.
• Kompresor (popř. vzdušník) vybírejte mj. na základě vaší spotřeby vzduchu.
• Pro použití v potravinářství a zdravotnictví zvolte bezolejové pístové kompresory, popř. šroubová zařízení s vhodným olejem do potravinářství.