Давление компрессора: бар, атм, МПа — перевод единиц и выбор рабочего давления

В паспорте винтового компрессора давление указано в мегапаскалях, на манометре ресивера — в барах или кгс/см², в инструкции к пневмоинструменту — в psi, а снабженец в заявке пишет «компрессор на 10 атмосфер». Перевод бар в другие единицы — первое, с чем сталкивается механик при подборе оборудования, и ошибка на этом шаге стоит денег: компрессор «не тянет» или, наоборот, годами работает с переплатой за электроэнергию.

Ниже — точная таблица перевода единиц, разница между избыточным и абсолютным давлением, расшифровка маркировки и методика, по которой выбирают рабочее давление компрессора под реальных потребителей.

В каких единицах указывают давление компрессора

• МПа (мегапаскаль) — единица системы СИ, её используют в паспортах и технической документации. Для компрессоров ЧКЗ давление указывают именно так: 0,8 / 1,0 / 1,3 МПа.

• бар — самая удобная «бытовая» единица: 1 бар = 100 кПа = 0,1 МПа, почти равен атмосферному давлению.

• кгс/см² (техническая атмосфера, «ат») — старая единица, до сих пор нанесена на шкалы многих манометров.

• атм (физическая атмосфера) — нормальное атмосферное давление на уровне моря, 101,325 кПа.

• psi (фунт на квадратный дюйм) — встречается на импортном инструменте и манометрах с двойной шкалой.

• кПа — для малых давлений: воздуходувки, перепад на фильтрах.

В разговоре «атмосфера» чаще всего означает кгс/см² или просто бар — разница между ними около 2%, для выбора компрессора она несущественна. Для расчётов и документов пользуйтесь точными коэффициентами.

Таблица перевода единиц давления

Значения рассчитаны по определениям единиц и округлены до 4–6 значащих цифр.

МПа в бар и бар в атм: быстрые правила

• МПа в бар: умножить на 10. 0,8 МПа = 8 бар; 1,3 МПа = 13 бар.

• Бар в МПа: разделить на 10. 16 бар = 1,6 МПа.

• Бар в атм: умножить на 0,987. 10 бар ≈ 9,87 атм.

• Бар в кгс/см²: умножить на 1,02. 8 бар ≈ 8,16 кгс/см².

• Бар в psi: умножить на 14,5. 8 бар ≈ 116 psi.

Типовые давления компрессоров в разных единицах

Избыточное и абсолютное давление

Манометр показывает избыточное давление — насколько давление в системе выше атмосферного. Именно оно указано в паспорте компрессора («давление номин. изб.»), на табличке ресивера и в инструкции к инструменту.

Абсолютное давление отсчитывается от вакуума: p абс = p изб + p атм. На уровне моря атмосферное давление — около 1,013 бар, поэтому компрессор на 8 бар изб. создаёт примерно 9 бар абс.

Где это важно:

• в термодинамических расчётах — степень сжатия, работа сжатия, объём воздуха в ресивере считаются по абсолютному давлению;

• на высоте — атмосферное давление падает: в Астане (около 350 м над уровнем моря) это примерно 0,97 бар, в Алматы (около 800 м) — 0,92 бар, в высокогорных карьерах ещё ниже. Разреженный воздух на всасывании снижает массовую производительность компрессора, это учитывают при подборе для рудников в горах;

• при чтении зарубежной документации — встречаются обозначения bar(g) — избыточное и bar(a) — абсолютное.

Как читать маркировку компрессора

• «0,8 МПа» в паспорте — номинальное избыточное давление, 8 бар. Это давление нагнетания, на котором гарантируется паспортная производительность.

• Ряд «0,8 / 1,0 / 1,3 МПа» — одна модель выпускается в нескольких исполнениях по давлению, и производительность у них разная. Например, у ДЭН-37Ш «Оптим» при 0,8 МПа — 1,9–6,5 м³/мин, при 1,0 МПа — 1,7–5,7 м³/мин, при 1,3 МПа — 1,4–4,7 м³/мин. При той же мощности двигателя более высокое давление означает меньше воздуха.

• КВ-10/8 — передвижная дизельная установка: первая цифра — производительность 10 м³/мин, вторая — давление 8 бар (0,8 МПа).

• ДЭН-… — цифра после «ДЭН» обозначает мощность двигателя в кВт, буквы — исполнение. Полная расшифровка — в статье «Винтовые компрессоры ЧКЗ серии ДЭН: модельный ряд и маркировка».

Когда в заявке пишут «компрессор на 10 атмосфер», обычно имеют в виду исполнение 1,0 МПа (10 бар). Если потребителю на самом деле хватает 6 бар, выгоднее исполнение на 0,8 МПа — оно даст больше воздуха при той же мощности.

Давление в ресивере

Давление в ресивере равно давлению нагнетания компрессора и колеблется между давлением загрузки и разгрузки (при регулировании «нагрузка — холостой ход» разброс обычно 0,5–1 бар). Отсюда два правила:

1. Разрешённое давление ресивера должно быть не ниже максимального давления компрессора. Ресивер на 10 бар нельзя ставить за компрессор на 13 бар.

2. Предохранительный клапан на ресивере настраивают на разрешённое давление сосуда, а его исправность проверяют в рамках требований промышленной безопасности к оборудованию под давлением.

Подобрать ресивер по объёму и давлению можно в разделе воздухосборники и резервуары сжатого воздуха, а о роли ресивера в сети подробно рассказано в статье «Воздухосборники и ресиверы ЧКЗ».

Как выбрать рабочее давление компрессора

Рабочее давление компрессора складывается из трёх частей:

p компрессора = p потребителя + потери в сети и подготовке + зона регулирования

• p потребителя — максимальное давление, которое нужно самому «требовательному» потребителю на входе (по его паспорту);

• потери — магистраль, шланги, быстроразъёмы, фильтры, осушитель. В исправной сети — 0,5–1 бар; в запущенной с забитыми фильтрами — больше;

• зона регулирования — разница между давлением загрузки и разгрузки, 0,5–1 бар. У установок с частотным регулированием давление держится почти постоянным, и эту составляющую можно уменьшить.

Пример. В цехе пневмогайковёрты на 6,3 бар и пневмоцилиндры на 5 бар. Потери в сети с рефрижераторным осушителем и двумя фильтрами — 0,8 бар, зона регулирования — 0,8 бар. Итог: 6,3 + 0,8 + 0,8 ≈ 7,9 бар — подходит исполнение на 0,8 МПа. Брать компрессор на 10 бар «с запасом» здесь не нужно.

Типовые давления потребителей

Цифры — ориентир. Точное значение — в паспорте потребителя.

Когда нужен компрессор на 10 бар и выше

Компрессор 10 бар оправдан, если потребителю действительно нужно 8 бар и больше на входе, при длинной магистрали или шлангах на удалённые участки, при пескоструйной обработке с большим количеством постов. Давление 13 бар и выше требуется буровым станкам, испытательным стендам, отдельным технологическим процессам. В остальных случаях лишнее давление — прямые потери.

Почему лишний бар стоит денег

Общеинженерный ориентир: повышение давления нагнетания на 1 бар увеличивает энергопотребление компрессора примерно на 6–8%. Это следует из термодинамики сжатия: при переходе с 7 на 8 бар изб. работа сжатия растёт примерно на 7%.

Второй эффект — утечки. Через одну и ту же неплотность при более высоком давлении уходит больше воздуха, и компрессору приходится работать дольше.

Пример: компрессор 37 кВт работает 4000 часов в год. Снижение давления на 1 бар экономит около 7% электроэнергии — порядка 10 тыс. кВт·ч в год, без вложений в оборудование.

Проверить, не завышено ли давление в вашей сети и где теряется воздух, помогает пневмоаудит. Что такое сжатый воздух как энергоноситель и какие ещё параметры важны для потребителей, разобрано в статье «Сжатый воздух на предприятии».

Частые вопросы

Сколько бар в 1 МПа?
Ровно 10 бар. Соответственно 0,8 МПа = 8 бар, 1,0 МПа = 10 бар, 1,3 МПа = 13 бар.

Бар и атмосфера — это одно и то же?
Почти. 1 бар = 0,987 физической атмосферы = 1,02 кгс/см². Для подбора компрессора разница около 2% несущественна, для расчётов используйте точные коэффициенты из таблицы.

Какое давление показывает манометр компрессора — избыточное или абсолютное?
Избыточное, то есть сверх атмосферного. Абсолютное давление больше примерно на 1 бар на уровне моря и чуть меньше чем на 1 бар на высоте.

Какое давление должно быть в ресивере?
Равное давлению нагнетания компрессора, в пределах его зоны регулирования. Разрешённое давление ресивера должно быть не ниже максимального давления компрессора.

Что лучше: компрессор на 8 или на 10 бар?
Тот, который соответствует потребителям с учётом потерь в сети. Если достаточно 8 бар, исполнение на 0,8 МПа даст больше воздуха при той же мощности и меньшие затраты на электроэнергию.

В каталоге Comptech компрессоры можно подобрать по давлению в удобных единицах — бар, атм или МПа. Смотрите винтовые компрессоры ЧКЗ и энергосберегающие установки Seize Air, а если сомневаетесь в выборе — пришлите список потребителей, и инженер Comptech рассчитает рабочее давление и производительность. Телефон: +7 700 805 2222, e-mail: mail@comptech.kz.