Выбираем вихревой компрессор и распылители
В этой статье мы рассмотрим вопросы подбора вихревых компрессоров и расчета потребителей (распылителей) для этих компрессоров. Кроме этого рассмотрим вопросы по установке этих компрессоров, а так же практические советы для обеспечения долгой и бесперебойной работы устройств.
Основные вводные данные перед подбором компрессора:
- Глубина погружения в водоем распылителей и их количество.
- Длина и диаметр трубопровода
- Месторасположение устройства
Рассмотрим подробнее:
Глубина погружения в водоем: глубина воды рассчитывается в соответствии с расстоянием между поверхностью воды и распылителем в воде, каждый метр глубины потребляет давление около 10 кПа.
Длина и диаметр трубопровода: компрессор следует размещать как можно ближе к водоему, чтобы минимизировать длину трубопроводов и потерю давления воздуха. Если слишком большое количество воздуха будет потрачено на преодоление длинной магистрали то, насос будет работать в зоне максимального давления, и имеет высокую вероятность сгорания из-за высокой нагрузки. Сведите к минимуму количество ненужных клапанов и точек поворота, особенно избегайте установку любого прямоугольного отвода в пределах 2 м от выходного отверстия насоса. В противном случае в насосе будет скапливаться воздух, так что насос будет работать с давлением, близким к максимальному, что приведет к повышению температуры, перегрузке электродвигателя и выгоранию обмоток.
Месторасположение устройства: следует располагать в сухом, проветриваемом месте с защитой от атмосферных осадков, рабочая температура компрессора не должна быть более 60 град.
Расчет мех.потерь рабочего давления:
Рекомендуется предварительно просчитать потери давления по следующей формуле:
Р = Р глуб. + Р труб.. + Р пот.
где:
Р глуб. — глубина, на которую будут погружены распылители (1 м глубины = 10 кПа).
Р труб. — давление, которое возникает при прохождении воздуха от компрессора до распылителей по трубопроводу.
Р пот. – общие потери, такие как: повороты 90 град. в магистралях, обратные клапана, потери на соединениях и/или из за разницы диаметров, утечки воздуха и т.д. , обычно составляют не более 10-15% от мощности устройства.
Таблица соотношения давления Р труб. в зависимости от диаметра магистрали:
Диаметр трубопровода
|
1/2″
|
3/8″
|
1″
|
1.5″
|
2″
|
3″
|
4″
|
5″
|
6″
|
Р труб./ L (кПа/м)
|
1
|
0.48
|
0.18
|
0.08
|
0.043
|
0.02
|
0.01
|
0.007
|
0.005
|
К примеру: планируется смонтировать трубопровод 1″ длиной 50 м, давление на преодоление магистрали составит 9 кПа, в то же время, если смонтировать трубу 2″, потери на ее преодоление составят всего 2,15 кПа.
Для примера просчитаем:
Дано:
Водоем глубиной 1.5 м, главная магистраль 2″ – 30 м, отводы 1″ – 20 м
Расчет:
Р глуб. — составит 15 кПа
Р труб.. — составит = 1,29 кПа + 3,6 кПа
Р пот. — составит 2,8 – 3 кПа
Итого: 22,89 кПа, исходя из этого, устройство должно быть с рабочим давлением 23 кПа
Выходит, что для данной задачи необходимо приобрести компрессор SunSun PG-1100, с давлением 28 кПа, потреблением 1100 Вт/час и стоимостью 9370 грн.
Тем не менее, при тех же самых вводных можно сократить расходы, а именно:
1. Поднять глубину установки распылителей с 1.5 м на 1м – 0.8 м
2. Изготовить магистраль с постоянным сечением трубы 2″
Из этого выходит:
Р глуб. — составит 8 кПа
Р труб.. — составит = 2,15 кПа
Р пот. — составит 2,8 – 3 кПа
Итого: 13,15 кПа, исходя из этого, устройство должно быть с рабочим давлением 14 кПа
После это расчета можно приобрести компрессор SunSun PG-750, с давлением 24 кПа, потреблением 750 Вт/час и стоимостью 6560 грн и существенно сэкономить на цене и энергопотреблении в дальнейшем.
Важно:
Данный расчет приведен в ознакомительных целях, с его помощь можно подобрать компрессор только по параметру «рабочее давление, кПа», не стоит пренебрегать параметром «производительность, л/час», если объём водоема или посадка требует большего количества воздуха, то следует приобретать изделия опираясь на этот параметр и исходя из этого прокладывать магистраль и распылители.
Подбор и расчет распылителей:
Для расчёта рекомендуется использовать следующую таблицу:
|
HMD 200mm
|
HMD 270mm
|
HMD 340mm
|
HMT 500mm
|
HMT 750mm
|
HMT 1000mm
|
Полезная площадь
|
0.15-0.6 м2
|
0.25-0.8 м2
|
0.4-1.3 м2
|
0.5-1.5 м2
|
0.75-2.25 м2
|
1-3 м2
|
Расход воздуха
|
0,5-1.2 м³/ч
|
1.2-2.5 м³/ч
|
2.5-4 м³/ч
|
1.5-5 м³/ч
|
2.25-7.5м³/ч
|
3-10 м³/ч
|
Насыщение в мин.
|
27%-38%
|
27%-38%
|
27%-38%
|
27%-38%
|
27%-38%
|
27%-38%
|
Сопротивление (глубина)
|
1700-2500 Па
|
1600-2700 Па
|
1500-3000 Па
|
1900-3000 Па
|
1900-3000 Па
|
1900-3000 Па
|
Температура использования
|
0-80℃
|
0-80℃
|
0-80℃
|
0-80℃
|
0-80℃
|
0-80℃
|
Толщина мембраны
|
2±0.1 мм
|
2±0.1 мм
|
2±0.1 мм
|
2±0.1 мм
|
2±0.1 мм
|
2±0.1 мм
|
Количество отверстий
|
4400
|
6600
|
11440
|
17000
|
17000
|
17000
|
Размер отверстий
|
1 мм
|
1 мм
|
1 мм
|
1 мм
|
1 мм
|
1 мм
|
Размер пузырька
|
1-2 мм
|
1-2 мм
|
1-2 мм
|
1-2 мм
|
1-2 мм
|
1-2 мм
|
|
Также следует учесть вид рыбы:
Если плотность зарыбления вашего водоема достаточно высокая, то желательно для более точного определения необходимости дополнительной аэрации использовать нижеследующую таблицу и воспользоваться специальными тестами для определения концентрации кислорода в воде.
Пример:
Исходя из глубины и магистрали был подобран компрессор SunSun PG-750 с производительностью 2000 л/мин .
Исходя из места установки распылителей, подбирается тип: дисковый либо же трубчатый распылитель. Были выбраны дисковые распылители HMD 340 с потреблением 2.6-8.5 м³/ч (разбег в данном параметре обусловлен глубиной установки распылителя, т.е чем глубже будет установлен распылитель тем меньше у него будет расход воздуха из за давления столба воды на мембрану).
На объекте была выбрана установка распылителей на глубину 1м, при этом расход принимается как 6 м³/ч или 6000 л/ч либо же 100 л/мин. Исходя из этого на данный объект можно установить 20 штук распылителей HMD 340.
Важно:
Данный расчет приведен в ознакомительных целях, следует также учитывать мех.потери давления, утечки воздуха и т.д. Конечный результат расчета не учитывает данные потери, из итогового числа следует вычесть 7-10% потерь.
Из этого следует, что итоговое число распылителей будет 17 шт.
Важно:
Настоятельно рекомендуется после сборки системы в обязательном порядке сделать тест для определения концентрации кислорода в воде.
Практические советы для долгой и безаварийной работы:
- В обязательном порядке установка манометра в магистраль.
- По возможности установка клапанов авариного сброса давления
- Контроль температуры компрессора при работе (особенно задней части эл.двигателя)
- Без необходимости не устанавливать распылители глубже 1.5 м, либо же использовать изделия рассчитанные на это.
- Составление и соблюдение графика ТО для компрессоров (замена опорных подшипников, замера зазора моноколеса относительно корпуса компрессора)
- Установка компрессоров с соблюдением требований по безопасности и здравого смысла
- Рабочее давление следует выбирать в средней части кривой, что составляет около 50-70% от максимального давления, запрещается работать с максимальным давлением, потому что давление будет велико, а скорость потока в этой случае мала. Другими словами, большая часть воздуха сжимается в корпусе насоса и нагревает насос, а также увеличение нагрузки относительно малой скорости вызывает падение КПД.