Val och dimensionering av kompressor

En mindre fabrik i Dalsland ska investera i ett nytt tryckluftssystem. Applikationen är en typisk verkstadsapplikation där varken produktionen eller slutprodukten tar skada av oljespår i luften.  

• Tre produktionsmaskiner används kontinuerligt ca 2.000 timmar per år
  
• Krav på luftkvalitet ISO 8573-1, klass 2:4:3
  
• Omgivningstemperaturen är 20 °C men kan stiga upp till 30 °C på sommaren
  
• Luftfuktigheten varierar men ligger på ett genomsnitt om 60%
  
• Under vintern behöver förrådslokaler värmas upp
  
• Det finns ingen tillgång till billigt kylvatten
  
• Bortse från redundans
  
• Flöde, tryck och önskad daggpunkt för respektive brukare syns i tabellen nedan

En oljesmord kompressor motsvarar de krav som ställs på luftkvalitet. Att investera i en oljefri kompressor är inte nödvändigt eftersom kraven enligt ISO 8573-1 inte är särskilt hårda. Under antagande att miljön inte är särskilt smutsig och dammig är en luftkyld modell att föredra eftersom billigt kylvatten saknas. Maskinerna går kontinuerligt under en normal arbetsvecka och en kompressor med fast varvtal ger sannolikt den lägsta livscykelkostnaden. Eftersom produktionsutrustningen används samtidigt blir flödesbehovet en summa av de tre delflödena. Någon justering för höjden över havet behöver inte göras. Med en daggpunkt på 5 °C är kyltork det bästa alternativet. 

Innan dimensioneringen av de olika komponenterna kan göras bör indatan räknas om så att den blir enhetlig med avseende på enheter. I vårt exempel är både flödet och trycket uttryckt i olika enheter och en omräknings måste därför göras. 

I allmänhet används enheten l/s för att ange kompressorkapacitet. Flödet kopplat till förbrukare 1 måste därför räknas om från Nm³/min till l/s. Detta görs enklast med hjälp av ett digitalt konverteringsverktyg. En manuell omräkning av volymflöden kan också göras med hjälp av följande  formel:

Qi = (Qn * (273 + Ti) * 1,03) / (273 * Pi)

• Qi = volymflöde FAD (l/s)
• Qn = volymflöde som normalliter per sekund (Nl/s)
• Ti = insigningstemeratur (°C)
• Pi = Insugningstryck (bar)

En omräkning med de värden som angivits i förutsättningarna ger ett flöde för brukare 1 om 225 l/s, uttryckt i fri avgiven luftmängd (FAD): 

Qi = (200 x (273+30) x 1,03) / (273 x 1) = 225 l/s

Den enhet som i allmänhet används för att ange trycket för tryckluftskomponenter är övertrycket i bar, det vill säga bar (e). Förbrukare 2 är angiven i absolut tryck och måste därför räknas om. För att erhålla övertrycket i bar så måste omgivningstrycket (det vill säga atmosfärstrycket) subtraheras. Eftersom omgivningstrycket i detta fall är 1 bar(a) blir övertrycket för förbrukare 2 enkelt att räkna ut:

Absolut tryck (7 bar) - omgivningstrycket (1 bar) = 6 bar(e)

Efter givna omräkningar blir tryckluftsbehovet med avseende på flöde och tryck enligt tabellen nedan.  

Den totala förbrukningen i vårt exempel är summan av de tre förbrukarna, det vill säga 387 l/s. Till detta bör en säkerhetsmarginal på ca 10-20 % adderas så att den tillgängliga kapaciteten blir något högre än behovet. Med en säkerhetsmarginal på 15% blir det dimensionerande flödet 445 l/s.  

Dimensionerande förbrukare med avseende på tryck är den som inklusive tryckfall kräver högst tryck. I vårt exempel uppgår det maximala trycket till 6 bar(e). Med hänsyn taget till reglerområde och tryckfall om sammanlagt 1,5 bar är en kompressor med maximalt arbetstryck om 7,5 bar lämplig. Vid den förbrukare där behovet endast är 4 bar går det att sätta in en reduceringsventil.

Kunden i exemplet ovan behöver en relativt stor luftkyld oljesmord kompressor med fast varvtal. En av de kompressorer som ingår i Atlas Copcos produktutbud och som skulle kunna vara lämplig i det här fallet är en luftkyld GA 160 - 7,5 bar standardmodell, en robust och energieffektiv kompressor med hög prestanda och låg livscykelkostnad: 

• Arbetstryck: 7,5 bar(e)
  
• Avgivet flöde vid 7 bar(e): FAD 525 l/s
  
• Installerad motoreffekt: 160 kW
  
• Tryckluftstemperatur ut ur kompressorn: omgivningstemperaturen + 10°C
  

Använd gärna Atlas Copcos produktväljare som stöd i valet av kompressor. För ytterligare råd och hjälp med dimensionering av kompressorer, kontakta en av våra tryckluftsexperter.

Att planera och dimenisonera en tryckluftsanläggning kräver kunskap inte bara om kompressporer och blåsmaskiner utan också om annan tryckluftsutrustning. Klicka på länkarna nedan och lär dig mer om hur du designar ett driftsäkert och energieffektivt trycklyftssystem som uppfyller kundens specifika krav vad gäller produktivitet, kostnadseffektivitet och miljö.