Ciśnienie w sprężarce – jakie ma znaczenie?

Jak sama nazwa wskazuje, sprężarki są wykorzystywane do sprężania gazu roboczego (zazwyczaj powietrza) do odpowiedniego ciśnienia. Użytkuje się je w przemyśle, mniejszych firmach, warsztatach czy w gospodarstwach domowych. Mogą one posłużyć między innymi do: korzystania z różnego rodzaju narzędzi pneumatycznych, napompowania opon w samochodzie czy malowania większych powierzchni przy użyciu pistoletów lakierniczych. Wybór sprężarki nie powinien być przypadkowy i jeszcze przed zakupem należy dokładnie sprecyzować, do jakich zadań będzie ona potrzebna. Wtedy dobierze się taką o właściwej konstrukcji i z niezbędnymi parametrami technicznymi. Jednym z nich jest na pewno ciśnienie robocze kompresora.

Ciśnienie w sprężarce

Sprężarka jest stosunkowo prostym, jeśli chodzi o działanie, a zarazem niezwykle pomocnym urządzeniem. Ogólną zasadę jej działania można opisać tak, że służy ona do stwarzania podwyższonego ciśnienia albo wymuszania jego przepływu. Dzięki niej w szybki i prosty sposób można przeprowadzić wiele prac. Kompresory śrubowe są też częściami składowymi wielu maszyn, na przykład budowlanych.

Podejmując się zakupu sprężarki, w jej opisie należy zwrócić uwagę na taki parametr, jakim jest maksymalne ciśnienie robocze. Trzeba bowiem wiedzieć, że zbyt małe będzie uniemożliwiać wykonywanie określonych prac. Natomiast zbyt duże ciśnienie robocze danego sprzętu może nie zostać należycie wykorzystane. Mówiąc w bardzo dużym skrócie, do tzw. prac przydomowych (do których niezbędne jest sprężone powietrze) wystarczające będą takie kompresory, które generują ciśnienie robocze o wartości do 6 barów.

Do zastosowań specjalistycznych, w zakładach przemysłowych czy na przykład w zakładach wulkanizacyjnych, użytkowane są kompresory o poziomie w zakresie od 6 do 15 barów.

Znaczenie ciśnienia w sprężarkach

Każda sprężarka ma za zadanie sprężać powietrze. Obecnie na rynku najbardziej popularne (najczęściej spotykane) są 8, 10, 12, 13 oraz 15 barowe. Poza nimi występują też oczywiście (na mniejszą skalę):

• sprężarki niskociśnieniowe, które nabijają jedynie do 2 albo 4 bar,
• sprężarki wysokociśnieniowe, w których uzyskuje się nawet 200 bar sprężonego powietrza w zbiorniku.

Te pierwsze są stosowane w urządzeniach i instalacjach produkcyjnych, które wymagają dużej wydajności, ale nie potrzebują dużego ciśnienia. Natomiast te drugie (które nabijają bardzo wysokie sprężone powietrze), sprawdzają się do uzupełniania butli z tlenem do nurkowania.

Jednak jeśli chodzi o ciśnienie w sprężarkach najczęściej spotykanych, jest to wspomniane 8, 10 i 12 bar. Maksymalny poziom barów, jakie osiąga sprężarka, ma bezpośredni wpływ na ilość powietrza magazynowanego w zbiorniku. Warto wiedzieć, że 1 bar to 1000 hPa, to znaczy mniej więcej takie ciśnienie, jakie występuje w atmosferze. Oznacza to, że kiedy spręża się powietrze w zbiorniku (będącym magazynem), ładując go przykładowo do 10 bar, to w zbiorniku wystąpi dziesięciokrotność powietrza znajdującego się w atmosferze.

Jak wygląda praktyka?

Dla stu-litrowego zbiornika ilość zmagazynowanego w nim powietrza dla 8 bar wynosi 800 litrów. Dla kompresora 10 barowego będzie to analogicznie 1000 litrów i dla kompresora 12 barowego 1200 litrów sprężonego powietrza na samym zbiorniku. Taka zasada tyczy się wszelkiego rodzaju ciśnienia oraz różnych zbiorników. Tak więc dla kompresora 15 bar o zbiorniku 200 litrów, otrzyma się 3000 litrów powietrza atmosferycznego zamkniętego w zbiorniku.

Jeśli chodzi o kompresory tłokowe, to oprócz większego magazynu sprężonego powietrza pod uwagę należy wziąć to, że tego typu sprzęty pracują w zakresach. Oznacza to, że 8 barowy kompresor tłokowy w momencie pracy, w zależności od modelu, uruchamia się ponownie dopiero przy 5,5 do 6 bar. Kiedy więc korzysta się z narzędzi pracujących na ciśnieniu 6,3 bara (a jest ich bardzo dużo), to kompresor uruchamiający się przy ciśnieniu 5,5 sprawia, że przez pewien czas urządzenie pracuje na za niskim ciśnieniu. Jest to odczuwalne podczas wykonywania nim zadań, ponieważ traci się moc.

Dlatego też trzeba się postarać, by urządzenie zostało dobrane idealnie. Wtedy też nabija się szybciej, niż traci powietrze, czego nie powinno się mocniej odczuć. Niestety bardzo często zdarza się tak, że kupuje się sprężarki niedoszacowane pod względem wydajności lub takie pracujące “na styk”, co po prostu obniża ich możliwą żywotność. Dzieje się tak, ponieważ pompa będzie w nich pracować bez ustanku. Co więcej, może zdarzyć się również tak, cały czas będzie się pracować na za niskim ciśnieniu (ponieważ sprężarka nie będzie w stanie go dobić). Do minusów takiej sytuacji można zaliczyć również dyskomfort w trakcie pracy, bo pracująca sprężarka będzie emitować duży hałas oraz wysokie rachunki za prąd.

Przemyślany wybór sprężarki

Właściwie dobrane urządzenie powinno zapewnić:

1. Jak najrzadszą oraz najkrótszą pracę.
2. Maksymalne efekty pracy.

Brak oczekiwania na to aż kompresor “dobije” będzie też dużą oszczędnością dla przedsiębiorców, którzy zatrudniają pracowników. Optymalna praca urządzenia nie będzie bowiem wymuszać pracowania na zmiany, w mniejszej niż to możliwe liczbie osób albo czekania aż ciśnienie znowu wzrośnie. Będzie to więc oszczędność czasu, a przede wszystkim pieniędzy. Niedoszacowany sprzęt nie będzie zapewniał optymalizacji pracy. Lepiej więc zainwestować w urządzenie nieco droższe, a bardziej wydajne, niż tracić później pieniądze w czasie jego użytkowania.

Sprzęt “z zapasem” na pewno zapewni też znacznie większy komfort pracy. Tak więc, kiedy na przykład zakupi się kompresor 10 barowy, już przy ciśnieniu 7 bar sprzęt się załączy i będzie dobijać ciśnienie. Na dobrze dobranym kompresorze praca na narzędziach 6,3 bara (gdzie wydajność będzie przewyższać zużycie), nie będzie się wiązać z odczuwaniem spadków mocy urządzenia. Kolejną sytuacją jest jednak praca z urządzeniami, które wymagają jeszcze wyższego ciśnienia (8 albo 9 bar). Są to np. klucze calowe.

Przy niedoszacowanym kompresorze będzie on pracować, ale przy pracy ciągłej nie uzyska się jego pełnej mocy. Będą więc tutaj pasować kompresory 12,5 barowe, które załączają się już przy 9 barach. Dzięki temu – i przy dobrze dobranej pompie – nie powinny się pojawiać kłopoty z pracą urządzeń. Bardzo istotne jest to, że zarówno w sprężarkach 10, jak i 12 barowych, powietrze magazynowane da się zredukować, jeśli pracuje się z mniejszymi urządzeniami, a zapas nadal pozostaje w magazynie. Przy kompresorach 8 barowych nie ma możliwości uzyskania większego ciśnienia niż maksymalna pompa.

Na jakie ciśnienie sprężarki się zdecydować?

Skoro na rynku znaleźć można kompresory przeznaczone do pracy na naprawdę zróżnicowanych ciśnieniach roboczych – od bardzo niskich do bardzo wysokich (do specjalistycznych zastosowań), to wybór sprzętu będzie w pełni zależny od kupującego. Dobierając sprężarkę do posiadanego już sprzętu pneumatycznego, trzeba sprawdzić, jakie jest zapotrzebowanie na tego typu urządzenia na powietrze oraz jakie jest maksymalne ciśnienie robocze. Na tej podstawie można dobrać najwłaściwszy kompresor.

Kiedy natomiast zaczyna się od zakupu kompresora, to warto myśleć przyszłościowo i wybrać taki o większych parametrach. Na rynku można znaleźć kompresory, które generują niższe ciśnienie (od 2 do 5 bar), które sprawdzają się idealnie przy urządzeniach o właśnie takim zapotrzebowaniu. Są to sprzęty ekonomiczne, z jednostopniowymi pompami i mają stosunkowo szerokie zastosowanie.

Najpopularniejsza, choć dość zróżnicowana grupa, to kompresory o średnim zakresie ciśnienia: od 10 do 15 bar. Są one dedykowane bardziej zaawansowanym użytkownikom. Wybiera się je do: zakładów pracy, fabryk i warsztatów samochodowych. Oferowane przez nie ciśnienie (szczególnie 10 i 12 bar) umożliwia prawidłową pracę większości narzędzi oraz maszyn. Kompresy osiągające ciśnienie 15 bar, są wybierane przede wszystkim w przemyśle ciężkim. Często są one wyposażane w reduktory ciśnienia, dzięki którym można je dopasować do potrzeb urządzenia zasilanego powietrzem. Ostatnią grupą są kompresory wysokociśnieniowe, czyli najbardziej specjalistyczne, o szerokim zastosowaniu.

Na co zwrócić uwagę przy zakupie sprężarki?

Źle dobrana sprężarka powietrza może wiązać się z kilkoma poważnymi problemami, takimi jak:

• spowodowanie strat pieniężnych zamiast zyskownych przedsięwzięć,
• prawdopodobieństwo zatrzymania produkcji oraz opóźnienia w wykonywaniu zaplanowanych zadań i zamówień,
• wysokie koszty energii elektrycznej i zwiększone koszty serwisu oraz napraw.

Dwoma kluczowymi parametrami doboru sprężarki będą: wydajność zgodna z zapotrzebowaniem urządzeń produkcyjnych (i innych narzędzi) oraz odniesiona do ciśnienia pracy. W procesie wyboru trzeba więc przeanalizować, na jakich ciśnieniach i narzędziach będzie się pracować, jak istotne będą: magazyn oraz ilość powietrza w zbiorniku. Kolejnym kryterium wyboru musi być preferowany moment załączenia kompresora, ale też to ile stanowisk będzie się chciało obsłużyć. Tak jak było wspomniane już wcześniej, dla narzędzi pracujących na ciśnieniu 6,3 bara, niewystarczający będzie kompresor 8 barowy. Załącza się on bowiem dopiero przy 5,5 do 6 bar. Aby więc narzędzia funkcjonowały na pełnej mocy, trzeba kupić taką sprężarkę, która będzie na to pozwalać.

Trzeba też zaznaczyć, że ciśnienie robocze to maksymalne ciśnienie, jakie może osiągnąć dane urządzenie. Najczęściej waha się ono w zakresie 8-10 barów. Co ważne, jeśli chodzi o kompresory, najlepiej jest, kiedy ta wartość będzie parametrem możliwym do zmiany przez użytkownika. Jest to sytuacją idealną ze względu na to, że różne urządzenia mają różne potrzeby co do sprężonego powietrza. Płynna regulacja tego parametru pozwoli więc na jak najbardziej efektywną pracę. Ustawianie ciśnienia jest zaś sprawą łatwą i intuicyjną. Jednak większość dystrybutorów i tak przekazuje użytkownikom instrukcję papierową. Wybór sprężarki optymalnie dobranej do wykonywanej pracy, będzie skutkować pełną wydajnością, sprawnym wykonywaniem zadań, ale też oszczędnością czasu i pieniędzy.