Насос и компрессор – в чем основные различия, виды и типы компрессоров

Компрессор взаимозаменяемо называют насосом. Последний, в свою очередь, часто называют компрессором. Но является ли насос на самом деле тем же устройством, что и компрессор? На самом деле между этими устройствами есть некоторые различия.

Не каждый насос является компрессором!

Воздушный насос используется для получения высокого давления сжатого газа или для обеспечения его потока. В свою очередь, компрессор является одним из его видов, так же, как и вентилятор или воздуходувка. Эти термины часто используются как взаимозаменяемые, но это не всегда правильно.

Насос используется для обеспечения потока газа или жидкости, зачастую в целях транспортировки, не всегда под высоким давлением. Компрессор, напротив, обеспечивает получение высокого давления, в случае с газом – повышая его плотность (сжимая), во многих случаях сжатый газ направляется перед использованием в специальный резервуар.

Применение компрессионного оборудования

Область практического применения компрессоров зависит от их конструкции. Если мы имеем дело с высоким повышением давления и при этом с минимальным КПД, стоит обратить внимание на поршневые компрессоры,  которые в этом случае работают лучше всего (как одноступенчатые, так и многоступенчатые конструкции).

В свою очередь, когда мы сталкиваемся с ситуацией, когда мы имеем дело с небольшим повышением давления и значительно более высоким КПД, центробежные устройства будут эффективнее. В чем причина такого ограничения эффективности поршневых и центробежных устройств?

Основной причиной такого ограничения является ограничение скорости вращения и размеров цилиндра первой концентрационной ступени (поршневой), а также увеличение давления на одной ступени (вихревой).

Компрессоры являются одними из самых популярных устройств на рынке, и как надежные машины используются во многих отраслях техники.  Их выпускают в виде станций или переносных устройств, например комплектов или агрегатов. Они не только являются самостоятельными машинами, но и очень часто составляют составную часть других, гораздо более сложных устройств, например газовых турбин или холодильников.

Они используются в:

• газовой промышленности для транспортировки газов;
• металлургии;
• диверсифицированных технологических процессах в области промышленной химии;
• добыче полезных ископаемых;
• холодильных агрегатах;
• устройствах кондиционирования и вентиляции;
• оборудовании принудительной циркуляции;
• охлаждении двигателей внутреннего сгорания, электродвигателей и генераторов;
• создании искусственной тяги в котельном оборудовании и дымоходах;
• процессах впрыска в двигателях внутреннего сгорания;
• пневмотранспорте;
• и ином промышленном оборудовании.

Сжатие газов необходимо для повышения его способности совершать механическую работу, увеличения плотности газа для облегчения хранения и транспортировки, адаптации давления газа к техническим требованиям в различных технологических процессах, в которых участвует газ.

Параметры, определяющие работу компрессора:

• давление и температура нагнетания на выходе
• давление всасывания и температура на входе
• массовый или объемный расход, определяющий эффективность устройства – величина, используемая для определения поперечного сечения всасывания устройства с учетом температуры и абсолютного давления.
• повышение давления или степень сжатия, позволяющая определить соотношение или разницу абсолютных давлений, присутствующих во входном и выходном сечениях;
• скорость вращения;
• общая мощность;
• КПД, т.е. отношение мощности устройства к фактической мощности.

Виды конструкции компрессоров

В настоящее самыми популярными являются компрессоры объемного типа. Они увеличивают давление как за счет всасывания, так и за счет сжатия.  К ним относятся такие машины, как:

• поршневые;
• винтовые;
• мембранные;
• вихревые;
• пластинчатые;
• с вращающимися поршнями.

Все процессы, то есть всасывание, сжатие и нагнетание газа, происходят в результате циклического увеличения и уменьшения объема рабочего пространства, в котором находится газ. Это происходит за счет одного или нескольких рабочих элементов, находящихся в движении, например кулачков, лопаток или поршней.

В результате создания отрицательного давления за счет увеличения объема рабочего пространства (например, отодвигающимся элементом) происходит подсасывание газа из зоны всасывания в рабочую зону. Затем газ сжимается за счет уменьшения объема рабочего пространства и выдавливания его в зону всасывания.

Отличительной чертой объемных компрессоров является периодическая работа.  Это вызывает пульсации давления, что считается неблагоприятным явлением с точки зрения постоянства технологических процессов. Компрессоры объемного действия подразделяются на поршневые (возвратно-поступательное движение поршня) и ротационные (вращательное движение рабочего органа).

Второй тип — проточные компрессоры, работа которых ориентирована на поток воздуха.  К ним относятся радиальные, диагональные, осевые, вихревые.

Работа проточных устройств кардинально отличается от работы устройств объемного типа. В их случае ключевым моментом является непрерывная передача газового потока за счет механической энергии приводного двигателя. Происходит это за счет увеличения закрутки, или импульса, газового потока в районе межлопастных каналов ротора. 

В результате кинетическая энергия преобразуется в энергию давления внутри диффузоров, т.е. элементов проточной системы, сечение которых постепенно увеличивается.  Такие конструкции могут быть одно- или многоступенчатыми.

Многоступенчатое сжатие имеет множество преимуществ.  К ним относятся:

• значительное уменьшение силы, действующей на поршень;
• увеличение эффективности машины – за счет уменьшения воздействия вредного пространства автоматически увеличивается коэффициент полезного действия;
• конечная температура поддерживается в допустимых пределах;
• снижение энергопотребления, затрачиваемого на процесс сжатия – это происходит за счет приближения параметров к изотермическому сжатию.

Типы компрессоров

Компрессоры – это устройства с довольно широким спектром применения, чаще всего используемые в автомобильной промышленности. Покраска кузова, накачивание колес, питание пневматических устройств или поддержка процессов обработки листового металла — это лишь несколько примеров процессов, в которых компрессор является главным элементом оборудования.

В настоящее время на рынке представлены два типа компрессоров. Это :

• масляные компрессоры,
• безмасляные компрессоры.

Масляные компрессоры являются важной частью оборудования, как шиномонтажных, так и авторемонтных мастерских. Данное устройство отличается высокой эффективностью и обеспечивает непрерывность работы. Кроме того, этот тип имеет очень вместительный бак, что облегчает выполнение работ. 

Из-за необходимости использования масла при использовании компрессора увеличивается срок службы поршня в сравнении с безмасляным компрессором. Напротив, безмасляный компрессор полностью исключает наличие даже малейшего количества масла в сжатом воздухе.

Это оборудование, применяется прежде всего в фармацевтической и химической промышленности (часто используется в стоматологических кабинетах, прекрасно работает в условиях, где требуется высокая стерильность и гигиена труда).