Воздушный компрессор для аэрации септика: принцип работы, характеристики и критерии выбора
Любой самостоятельно выстроенный септик можно заставить максимально эффективно перерабатывать стоки. В процессе разложения фракций и осветления жидкостей принимают участие два вида бактерий: анаэробные и аэробные.
Жизнедеятельность первых вполне самостоятельна и не нуждается в участии человека. Для работы аэробных микроорганизмов необходим воздух, доставку которого осуществляет компрессор (аэратор) для септика.
Как выбрать аэратор для септика: советы и рекомендации
Совместная деятельность анаэробных и аэробных бактерий обеспечивает многоступенчатую очистку стоков, после которой жидкость становится безопасной и может использоваться для технических нужд (например, полива). Поэтому так важен правильный выбор компрессора, поддерживающего в септике оптимальное количество воздуха.
Компрессором называют устройство, предназначенное для сжатия и подачи газов под давлением. Воздух нагнетается в специально предназначенную для этой цели камеру и удерживается в ней, после чего подается в наружные устройства (в нашем случае – в герметичную камеру для очистки стоков).
Существуют аэраторные установки, состоящие из компрессора, привода и вспомогательных приборов (осушителя воздуха, интеркулера-охладителя). Для модернизации септиков эти более сложные устройства не нужны: для этой цели достаточно самого простого агрегата
Но и среди них имеются аппараты, разные по принципу работы и производительности, потому важно точно знать, как выбрать компрессор для канализации
Виды компрессоров
Агрегаты, увеличивающие давление газа за счет уменьшения его объема, называют объемными. В их числе установки поршневые и винтовые (роторные). Они отличаются принципом нагнетания газа в рабочую камеру. Поршневые обеспечивают давление посредством движения поршней, винтовые – с помощью винтового блока. Вторые более компактны, обладают низким уровнем вибрации и более долговечны.
Разновидностью поршневых является электромагнитный мембранный (диафрагменный) компрессор для локальной канализаци. Основное преимущество данного аппарата в способности нагнетать избыточное давление при низких характеристиках производительности.
Принцип работы компрессора следующий: магнитный сердечник движется возвратно-поступательно в переменном электромагнитном поле и приводит в действие диафрагмы перекачивающие воздух.
Второй вид компрессоров – динамические. Эти агрегаты обеспечивают нагнетание воздуха за счет первоначального увеличения его скорости и преобразование в повышенное давление на выходе. В числе динамических аппаратов в основном центробежные, которые бывают радиальными и осевыми. Все эти агрегаты более громоздки, шумны, дорогостоящи. Поэтому в качестве аэратора для септика не рассматриваются.
Какой компрессор выбрать для аэрации септика
Для обеспечения автономной очистки и доочистки стоков лучший выбор – аппарат мембранного типа. В торговой сети представлен ряд моделей, включающий мини компрессоры, которые повсеместно используются для устройства автономных канализаций.
Для аэрации локальных септиков можно использовать винтовые компрессоры, предназначенные для работы в круглосуточном режиме. Многие производители очистных станций укомплектовывают их именно этими агрегатами. При самостоятельном выборе не рекомендуется покупать винтовые аппараты сухого сжатия, так как они обладают крупными габаритами и нуждаются в профессиональном обслуживании.
О производительности
Компании, осуществляющие выпуск компрессорного оборудования, указывают две характеристики их производительности: мощность на входе и выходе. В зависимости от типа агрегата, эти показатели могут иметь почти одинаковую величину или значительно отличаться.
Оптимальная производительность компрессора для аэрации септика такова:
- для камер объемом 2-3 м3 – 60 л/мин;
- для септиков объемом 4 м3 – 80 л/мин;
- для объема 6 м3 – 120 л/мин.
Рейтинг масляных компрессоров
Работа нагнетателя масляного типа основана на использовании картерного масла для смазывания поршневой системы, двигателя и отвода излишков тепла от работающих узлов. В сравнении с безмасляными данные агрегаты показывают больший КПД, увеличенный ресурс и могут долгое время работать без отключения. К недостаткам относятся шум и попадание масла в воздух, что можно решить установкой воздушного фильтра. Ниже представлены лучшие компрессоры масляного типа на сегодняшний день.
ELITECH КПМ 200/24
Плюсы
- производительность 198 л/мин.
- объем ресивера 24 л
- регулировка давления, манометр
- на 2 колесах
- 2 ступени сжатия
Минусы
шумный
От 4 999 ₽
Отечественный компрессор для покраски мощностью 2,2 л. с. (1,5 кВт) хорошо справится и с пескоструйными работами, и с подкачкой колес в машине. Работает от сети 220 В, причем имеет 2 цилиндра и 2 степени сжатия воздуха. Прорезиненные колеса облегчают транспортировку 25-кг аппарата.
Denzel PC 2/50-350
Плюсы
- мощность 2,2 кВт
- удобство транспортировки
- скорость 350 л/мин.
- ресивер объемом 50 л
- защитный клапан
Минусы
высокий пусковой ток
От 12 262 ₽
Данная модель имеет лишь один недочет – высокий пусковой ток, поэтому для работ на даче заранее позаботьтесь о стабилизаторе напряжения либо дополнительном пусковом конденсаторе, говорят покупатели, которые выбрали этот компрессор для покраски дома. Остальные характеристики – сплошь плюсы: защита от перегрева, перегрузки, резиновые опоры, огромная скорость наполнения ресивера.
Какой компрессор лучше купить для гаража?
Приобретая компрессор в гараж, уясните, для каких целей вы его покупаете. К примеру, для подкачки колес достаточно небольшого портативного компрессора, тогда как для работы пневмоинструмента или покраски автомобиля нужен более серьезный аппарат. Агрегаты для гаража могут отличаться ценой, качеством, мощностью, производительностью и брендом.
Ремеза СБ4/C-50.LB30 А
Компрессор Ремеза СБ4/C-50.LB30 А – эффективное и надежное оборудование для быта и производства. К нему легко подключаются любые пневмоинструменты: гайковерты, шуруповерты, дрели, молотки и т. д.. Основные характеристики модели:
- мощный двигатель 2200 Вт;
- высокая производительность – до 340 л/мин;
- работа от однофазной сети напряжением 220 В и частотой 50 Гц;
- вместительность – 50 л;
- рабочее давление 10 Бар.
Модель комплектуется предпусковым клапаном, облегчающим запуск двигателя при низком напряжении. Для комфорта при транспортировке компрессор оснащен колесами и ручкой. Два манометра на корпусе предназначены для удобства контроля над давлением на входе/выходе. Компрессор работает в повторно-кратковременном режиме, непрерывная работа возможна в течение 15 минут, но не чаще 1 раза в течение 2 часов.
Ремеза СБ4/C-100.LB40
Поршневой агрегат подходит для подключения к любому пневмоинструменту: шурупо- и гайковертам, пневмопистолетам, ударной дрели и т. д. Функционирует от трехфазной сети. Основные характеристики оборудования:
- производительность 580 л/мин;
- рабочее давление системы 10 бар;
- объем воздушной камеры 100 литров;
- мощность электромотора 3 кВт;
- на корпусе снизу обустроен кран для сброса конденсата;
- оснащен специальным устройством для прямого подключения к пневмолинии, минуя редуктор;
- оснащено ручкой и колесами;
- продолжительность подключения – до 10 минут;
- эксплуатируется в температурном режиме от +1 до +40 °С;
- емкость для смазки 1,2 л.
Особенности конструкции
Говоря об устройстве спирального компрессора можно выделить ключевые элементы этого агрегата:
- стальной корпус со смотровым стеклом;
- электродвигатель;
- вал с подвижной спиралью;
- патрубки всасывания и нагнетания;
- муфта Олдхема;
- неподвижная спираль;
- подшипники;
- обратный клапан;
- клеммная коробка для подключения к электрической цепи.
Конструкция компрессора обеспечивает наличие минимального количества трущихся деталей, поэтому его надежность выше поршневых аналогов, которые тоже применяются в составе холодильных агрегатов.
Эффективность упомянутых устройств обеспечивается благодаря отсутствию в зоне сжатия газов хладагента так называемого мертвого пространства. Кроме того, принцип действия спирального компрессора позволяет существенно снизить нагрузку, ложащуюся на электрический двигатель. Это становится возможным за счет равномерного нагнетания паров охлаждающего агента в результате вращения спирали и образования сразу нескольких точек контакта.
Для регулирования производительности компрессоров спирального типа применяются частотные преобразователи. Изменение количества оборотов вала в сторону уменьшения или повышения этого показателя приводит к снижению или увеличению скорости сжатия пара агента. Кроме того, устройство спиральных компрессоров ведущих производителей предусматривает возможность изменения расстояния между неподвижной и подвижной вращающейся спиралью. Благодаря этому оборудование может работать вхолостую, не образуя точек контакта и, следовательно, зон сжатия газов.
Разновидности компрессоров
Огромный ассортимент устройств для сжатия воздуха может создать проблемы при выборе компрессора для покраски авто даже у специалиста, не говоря уже о тех, кто сталкивается с этим впервые. В этом нет ничего удивительного, учитывая, что классификация компрессоров предполагает учёт множества рабочих характеристик. Отметим критерии, в соответствии с которыми различают несколько типов такого оборудования:
- система смазки (компрессоры масляные и работающие по безмасляной технологии охлаждения);
- тип привода (ременной, коаксиальный);
- количество ступеней сжатия выходного воздушного потока (одноступенчатые, двухступенчатые, многоступенчатые);
- метод сжатия воздуха (поршневые, винтовые компрессоры, устройства мембранного типа);
- тип силового агрегата (электрический, бензиновый, дизельный);
- характер исполнения (стационарные, мобильные);
Приобретая компрессор для покраски авто, необходимо принимать во внимание, кроме собственно его технических характеристик (мощности, производительности, объёма ресивера), и указанные выше критерии
Поршневые компрессоры
Это самый распространённый тип инструментов для обеспечения подачи воздуха под давлением, причём независимо от сферы использования и предполагаемых объёмов работ. Столь большая популярность обусловлена обширным набором достоинств:
- обширный ценовой диапазон, от бюджетных бытовых моделей до модных компрессорных установок профессионального назначения;
- относительная простота конструкции, обеспечивающая лёгкость в монтаже и обслуживании;
- неприхотливость в работе (возможность работать в большом диапазоне температур, в условиях повышенной запылённости).
Типичный представитель класса поршневых компрессоров состоит из следующих компонентов:
- поршневого механизма (цилиндр, кольца, поршень);
- крыльчатки, предназначенной для охлаждения поршня;
- редуктора, оснащённого разъёмом для подключения шланга и манометром;
- фильтра для очистки входного потока воздуха;
- электромотора;
- управляющей электроники;
- ресивера (бака для сжатия газовой смеси);
- клапана для удаления конденсата;
- реле включения/выключения.
Ключевым элементом поршневых воздушных компрессоров является двигатель (в большинстве случаев – электрический), задача которого – обеспечить работу поршневой группы. Поршень сжимает поступающий в цилиндр воздух и транспортирует его в ресивер. По мере достижения заданного уровня давления автоматика отключает силовой агрегат, а когда давление падает сверх нормативного значения, опять включает мотор. Как правило, оба параметра (минимальное и максимальное значение давления) можно выставлять вручную. В случае отказа управляющей автоматики при превышении порогового значения давления срабатывает аварийный клапан, рассчитанный на показатель, зависящий от модели устройства.
Для смазки поршневой группы используется масло, заливаемое в картер компрессора. Дизельные или бензиновые агрегаты можно использовать в качестве автономных устройств. Безременные (коаксиальные) компрессоры имеют совмещённую головку и вал двигателя, что упрощает их конструкцию, но они более шумные и менее надёжные по сравнению с аксиальными (ременными) аналогами. Компрессоры безмасляного типа обеспечивают подачу воздуха, не содержащего масел, но их производительность крайне низка даже для бытовых целей.
DENZEL PC 1/6-180
Устройство и принцип работы
Принцип работы нагнетателя спирального типа основывается на вращении одной спирали относительно другой:
- первая – статическая – неподвижно фиксируется на корпусе;
- вторая – динамическая – осуществляет вращения вокруг нее, проталкивая порцию сжатого воздуха к выходному тракту.
Цикл повторяется непрерывно, исключая резкие перепады воздушного давления, так называемые пульсации. Единичный цикл состоит из 3-х этапов.
- Начальный, когда происходит засасывание воздуха в пространство, освобождаемое движущейся спиралью. Между статической и динамической деталями нет зазоров.
- Этап сжатия. По мере оборачивания спирали поступивший воздух сжимается, постепенно продвигаясь к точке выхода.
- Завершающий, когда сжатый воздух выбрасывается из выходного отверстия и подается к потребителю.
Количество оборотов приводного вала достигает нескольких десятков тысяч за 1 мин. Но в отличие от поршневых компрессоров, здесь нет пульсаций, которые приводят к раннему износу комплектующих.
Самые распространенные – электрические компрессоры, но в продаже встречаются нагнетатели с дизельным или бензиновым силовыми установками. Дольше прослужит спиральный компрессор с шестеренчатой передачей. Он показывает нулевой уровень проскальзывания при максимальных нагрузках, отличается КПД, близким к 100% и просто в обслуживании.
Наличие динамического клапана предотвратит движение воздуха в обратную сторону, если на потребителе фиксируется высокое давление. Если компрессор оснащен воздушным фильтром, то его производительность несколько снизится, но повысится ресурс антифрикционных уплотнителей, а значит, и самого агрегата. Эти элементы не являются обязательными, они поднимают общую стоимость системы. Но предсказуемость работы компрессора и срок его службы резко повышаются.
Преимущественные характеристики
- соответствие стандартам качества ISO 9002, надежность в эксплуатации;
- безопасность и долговечность за счет эффективной системы охлаждения электрического двигателя;
- умеренное потребление электроэнергии благодаря возможности регулировки производительности оборудования;
- высокий КПД, составляющий не менее 85%;
- низкий уровень шума, производимый компрессором во время эксплуатации;
- равномерная подача паров хладагента;
- возможность длительного функционирования без перерывов;
- меньшие габариты и масса (в сравнении с поршневыми компрессорами);
- легкость обслуживания и ремонтопригодность;
- возможность работы на любом холодильном агенте.
Отметим и то, что спиральные компрессоры выходят из строя реже, чем винтовые и поршневые аналоги из-за того, что у них отсутствуют поршневые кольца и клапаны на всасывании, являющиеся слабыми звеньями. Примечательно, что подшипники оборудования спирального типа характеризуются высокой степенью надежности и износостойкости, что также содействует снижению риска поломки агрегата. В целом, спиральные компрессоры – оптимальное решение для сжатия и нагнетания паров хладагента в современной холодильной установке!
Устройство и принцип работы спирального компрессора
Существует несколько типовых конструкции спиральных компрессоров.
Наиболее распространенный вариант — использование двух спиральных элементов, установленных с эксцентриситетом. Один из этих элементов подвижный, другой нет.
Конструкция компрессора с одной подвижной спиралью
Спиральный компрессор показан на рисунке.
В герметичном корпусе размещен электродвигатель, который приводит во вращение вал. В верхней части корпуса установлена неподвижная спираль. На валу установлена подвижная спираль, которая может перемещаться по направляющим совершая сложное движение относительно неподвижной спирали.
В результате перемещения между спиралями образуются камеры (карманы), объем которых при дальнейшем движении уменьшается, и как следствие газ находящийся в этих карманах сжимается.
Принцип работы такого компрессора показан в ролике:
Также встречаются компрессоры с двумя подвижными спиралями, совершающими вращательное движение относительно разных осей. В результате вращения спиральных элементов также образуются камеры, объем которых при вращении уменьшается.
В большей степени от представленных выше вариантов отличается компрессор, в котором жесткий элемент выполненный в форме архимедовой спирали воздействует на гибкую упругую трубку. По принципу работы такой компрессор схож с перистальтическим насосом. Такие спиральные компрессоры обычно заполнены жидкой смазкой для снижения износа гибкой трубки и отвода тепла. Такие компрессоры часто называют шланговыми.
Динамические клапаны
В спиральных компрессорах клапан на всасывании не нужен, т.к. подвижная спираль сама отсекает рабочую камеру от канала всасывания. В линии нагнетания спирального компрессора может устанавливаться динамический клапан, который не допускает обратного потока и, как следствие, вращения спирали под действием сжатого газа при выключенном двигателе. При этом следует учитывать, что динамический клапан создает дополнительное сопротивление в линии нагнетания.
Динамические клапаны устанавливают в линии нагнетания средне- и низкотемпературных компрессоров Copeland, предназначенных для холодильной техники.
Виды компрессоров
Поршневые компрессоры
Поршневые модели состоят из следующих элементов:
1. Рабочий блок;
2. Ресивер (стального цилиндрического накопителя);
3. Двигатель.
Данные машины отличаются разнообразием – выделяют:
1. Стационарные и мобильные;
2. Одно- и многоступенчатые;
3. Одно- и многоцилиндровые;
4. Бескрейцкопфные и крейцкопфные;
5. С прямым и ременным приводом;
6. Масляные и безмасляные;
7. С расположением цилиндров по вертикали, по горизонтали, под углом.
Агрегаты, в зависимости от создаваемого давления, бывают:
1. Низкого давления (до 12 бар);
2. Среднего давления (до 100 бар);
3. Высокого давления (до 1000 бар).
В соответствии с этими показателями разделение ведется и по назначению: бытовому, профессиональному и промышленному. Для функционирования машин используются дизельные, бензиновые и электрические (12, 220, 380 В) двигатели.
Преимущества:
- обширная область применения: для бытовых, профессиональных и промышленных целей, в том числе для перекачки газов и подачи сжатого воздуха в пневмоинструменты;
- большое разнообразие моделей: масляных и безмасляных, с прямым приводом и ременным, с разным количеством ступеней и цилиндров;
- наличие модификаций, подающих чистый воздух, функционирующих практически бесшумно, работающих при экстремальных условиях эксплуатации;
- сравнительная простота пользования и высокая ремонтопригодность;
- доступная стоимость в зависимости от ценового сегмента: как для частных лиц, так и для предприятий;
- ценовая доступность многих моделей;
- высокая востребованность.
Недостатки:
- меньшая эффективность по сравнению с некоторыми другими агрегатами, например, винтовыми;
- локальные минусы отдельных моделей, к примеру, шумность.
Поршневые компрессоры используются как в быту, так и на профессиональном уровне. С их помощью, например, можно снять бетонное покрытие, закрутить гайку, надуть шины автомобиля.
Принцип работы
Сравнительный анализ спирального и поршневого компрессоров
Сейчас, динамично развивающееся производство спиральных компрессоров все больше теснит своих конкурентов, когда-то прочно занимавших свои позиции в определенном диапазоне холодопроизводительности. Появляются вопросы: почему так происходит, в чем отличительные особенности спирального компрессора, в чем его достоинства над своими конкурентами.
В статье сделана попытка раскрыть кое-какие достоинства, проведя сравнительный анализ по процессам всасывания и нагнетания спирального компрессора с его ближайшим конкурентом – поршневым компрессором.
Идеальные параметры
- Потери массы газа за рабочий цикл компрессора отсутствуют.
- Мертвый объем равен нулю.
- Гидравлические потери на всасывании и на нагнетании равны нулю.
- Отсутствует теплообмен между рабочим веществом и внешней средой, а процесс сжатия осуществляется по изоэнтропе «m=k».
- Отсутствует трение в движущихся частях механизмов.
- Соединение парных полостей спиралей с окном и камерой нагнетания происходит одновременно (данный пункт относится непосредственно к спиральному компрессору).
Преимущества спиральных компрессоров
Большая эффективность
Спиральный компрессор имеет компактную, но блестящую конструкцию, которая может охлаждать большое количество воздуха гораздо быстрее, чем большинство других компрессоров. Его более высокая эффективность и холодопроизводительность делают его отличным вариантом для использования даже в холодильниках!
Не верьте мне на слово! Давайте посмотрим на некоторые статистические данные исследований:
Во всем диапазоне скоростей объемный КПД спирального компрессора может варьироваться от 89% до 94%. Это означает, что эффективность спирального компрессора для сжатия газа значительно выше, чем поршневого компрессора (58% -66%).
Отчет показывает, что спиральный компрессор с оптимальными размерами может иметь механическую эффективность, аналогичную роторному компрессору. Когда рабочая скорость увеличивается, эффективность может снижаться, но спиральный компрессор работает лучше, чем роторный.
Исследование показало, что потребляемая мощность спиральных компрессоров на 25,3% ниже, чем у поршневых
Обратите внимание, что холодопроизводительность спирального компрессора все еще была на 5% выше!
Экономит Энергию
Как упоминалось ранее, способность спирального компрессора модулировать мощность по мере необходимости может экономить энергию. Внутренняя конструкция, а также механизм сжатия также способствуют снижению энергопотребления.
Спиральный компрессор может снизить потребление электроэнергии до 30% по сравнению с обычными компрессорами. Если учесть ваши летние коммунальные расходы, это экономит вам много денег!
Гибкая Работа
Спиральные компрессоры предлагают различные конструкции и широкий спектр операций. Они могут быть как одноступенчатыми, двухступенчатыми, так и переменными блоками мощности.
- Одноступенчатые агрегаты просты, недороги и работают только на одной скорости. Они работают на полную мощность и обычно используются для эффективного охлаждения или обогрева домов.
- Двухступенчатые агрегаты могут работать на двух уровнях скорости: высоком и низком. В зависимости от потребностей дома они могут работать либо на полную мощность, либо на более эффективной скорости. Эта функция помогает удалить избыточную влажность в атмосфере, а также экономит энергию.
- Компрессоры переменной мощности обеспечивают превосходный контроль температуры и влажности воздуха в помещении. Они работают непрерывно и выдувают холодный воздух ровным потоком. Модуляция мощности, основанная на необходимости, обеспечивает эффективное осушение, лучшее качество воздуха и низкую стоимость коммунальных услуг.
Кроме того, спиральные компрессоры могут хорошо работать как в высоких, так и в низких рабочих циклах. Напротив, поршневые или роторные винтовые компрессоры хорошо работают при определенных рабочих циклах.
Таким образом, вы можете видеть, что спиральные компрессоры дают вам большую гибкость в выборе опций именно для того, что требуется вашему приложению.
Превосходная надежность и долговечность
Спиральные компрессоры в основном имеют две движущиеся части: неподвижный свиток и орбитальный свиток. Из-за меньшего количества движущихся частей меньше шансов на провал. Поэтому надежность спиральных компрессоров значительно выше, чем у поршневых.
Из-за орбитального движения в спиральных компрессорах скорость трения на 30% -50% меньше, чем у поршневых колец или лопастей. Таким образом, он обеспечивает повышенную долговечность компрессора.
Следовательно, спиральные компрессоры очень просты в обслуживании, что экономит ваши затраты на техническое обслуживание в течение всего срока их службы.
