Сжатый воздух: что это такое и почему мы используем его

Температура воздуха прямо пропорциональна средней кинетической энергии его молекул. Проще говоря, если молекулы движутся быстрее, температура воздуха повышается. При замедлении температура падает.

Как происходит сжатие воздуха? Когда вы сжимаете воздух, вы заставляете его молекулы занимать меньшее пространство. Увеличение плотности заставляет молекулы двигаться быстрее, увеличивая их кинетическую энергию и, следовательно, температуру. Это явление известно как "теплота сжатия." По сути, вы накапливаете энергию в сжатом воздухе для дальнейшего использования, уменьшая его объем.

Возьмем пример с воздушным шаром: когда вы надуваете воздушный шар, вы заставляете воздух входить в меньший объем. Энергия, накопленная в сжатом воздухе внутри воздушного шара, равна энергии, которую вы использовали для его надувания. Когда вы отпускаете воздушный шар, сжатый воздух выходит из него и заставляет его улететь. По такому же принципу сжимают воздух компрессоры объемного действия.

Сжатый воздух – фантастическая среда для хранения и передачи энергии. Он универсален, гибок и относительно безопасен по сравнению с другими способами хранения энергии, такими как аккумуляторы или пар. Аккумуляторы громоздки, имеют ограниченное количество циклов зарядки и со временем теряют эффективность. Пар, несмотря на свою мощность, не является экономически эффективным и удобным в использовании (из-за сильного нагрева).

Но чем сжатый воздух отличается от электричества? Хотя электричество, как правило, более экономично, у сжатого воздуха есть свои преимущества, особенно в промышленных условиях, где важны безопасность, мощность и универсальность.

Одной из основных причин использования сжатого воздуха вместо электричества является безопасность. В некоторых случаях, особенно при перегрузке оборудования, электрическое оборудование может представлять угрозу для безопасности, включая поражение электрическим током или пожар. С другой стороны, сжатый воздух и пневматические инструменты можно безопасно использовать в помещениях с влажным полом или высокой влажностью, где применение электричества может быть нецелесообразным.

Еще одно преимущество сжатого воздуха – его гибкость. Он идеально подходит для использования в отдаленных районах, таких как шахты или строительные площадки, где электричество может быть недоступно. Инструменты, работающие на сжатом воздухе, такие как перфораторы, работают медленнее и обеспечивают переменную скорость и крутящий момент, что делает их более подходящими для тяжелых условий эксплуатации. Добиться такой же мощности с помощью электричества было бы сложно, особенно в отдаленных районах.

Инструменты, работающие на сжатом воздухе, имеют меньший вес. Они могут быть изготовлены из материалов, снижающих вес, что делает их более эргономичными и снижает утомляемость работников. Такой баланс между стоимостью сжатого воздуха и затратами на рабочую силу помогает повысить эффективность на рабочих площадках, где инструменты используются в течение длительного времени.

Что касается стоимости, то, несмотря на то, что затраты на энергию сжатого воздуха могут быть выше, чем на электричество, в 7 или 8 раз, оборудование, предназначенное для использования сжатого воздуха, как правило, дешевле. Пневматические инструменты имеют меньше деталей и более простую конструкцию, что делает их более долговечными и прочными, особенно в производственных условиях.

Знаете ли вы, что сжатый воздух считается четвертым энергоносителем? Благодаря своему широкому применению сжатый воздух стал незаменим как для малого бизнеса, так и для крупных предприятий, наряду с водой, электричеством и газом.

Система сжатого воздуха состоит из различных важных компонентов, обеспечивающих эффективную и надежную работу. Эти компоненты работают совместно для производства, обработки и доставки сжатого воздуха к месту использования. Ниже перечислены основные компоненты:

• Воздушный компрессор: воздушный компрессор, являющийся ядром системы, всасывает окружающий воздух и сжимает его до высокого давления. Независимо от того, используете ли вы винтовые, поршневые или центробежные компрессоры, их роль остается неизменной – они производят сжатый воздух для вашего применения.

• Резервуар воздушного ресивера: этот резервуар удерживает сжатый воздух и помогает сбалансировать его подачу с потребностью, обеспечивая стабильный поток воздуха и снижая колебания давления в системе.

• Осушитель воздуха: влажность является распространенной проблемой в системах сжатого воздуха. Осушитель воздуха используется для удаления избыточной влаги из сжатого воздуха, защищая последующее оборудование и предотвращая коррозию. К популярным типам относятся рефрижераторные и влагопоглощающие осушители.

• Фильтры: фильтры сжатого воздуха необходимы для удаления из системы таких загрязнений, как масло, пыль и вода. Чистый воздух обеспечивает долговечность инструментов и надежность системы.

• Охладители: в некоторых системах сжатого воздуха необходимо регулировать тепло, выделяемое при сжатии воздуха. Промышленные охладители используются для охлаждения сжатого воздуха, повышения эффективности и предотвращения перегрева оборудования. Охладители необходимы для поддержания оптимальной температуры системы и обеспечения стабильной работы.

• Трубопровод: система трубопроводов распределяет сжатый воздух по различным точкам вашего объекта. Использование высококачественных материалов, таких как алюминий или нержавеющая сталь, предотвращает утечки воздуха и снижает падения давления, обеспечивая пиковую эффективность работы системы.

Техническое обслуживание системы сжатого воздуха необходимо для продления ее срока службы и обеспечения стабильной работы. Вот несколько простых советов, которые помогут гарантировать бесперебойную работу системы сжатия воздуха:

• Проверка на наличие утечек: утечки воздуха могут стать основным источником потери энергии в системе сжатого воздуха. Регулярно проверяйте фитинги, трубопроводы и соединения, чтобы выявить и устранить утечки и обеспечить максимальную эффективность.

• Регулярно заменяйте фильтры: фильтры не позволяют загрязняющим веществам повредить систему, но со временем они могут засориться. Заменяйте фильтры в соответствии с рекомендациями, чтобы поддерживать оптимальное качество воздуха и производительность системы.

• Контроль осушителя воздуха: влага может вызвать серьезные проблемы в системе сжатого воздуха, поэтому регулярно проверяйте и обслуживайте осушитель воздуха. Убедитесь, что он функционирует должным образом, чтобы сохранить систему сухой и не подверженной коррозии.

• Проверка компрессора: воздушный компрессор – это сердце системы, поэтому важно регулярно проводить его осмотр и обслуживание. Следите за уровнем масла (если необходимо), проверяйте наличие необычных шумов и убедитесь, что компрессор работает в пределах рекомендованных параметров.

• Проверка давления в системе: эксплуатация системы при более высоком давлении, чем требуется, может привести к излишнему расходу энергии и нагрузке на оборудование. Регулярно контролируйте давление в системе, чтобы убедиться, что оно установлено на оптимальном уровне для конкретного применения.