Ada berbagai jenis kompresor, seperti kompresor gulir, kompresor bolak-balik, kompresor ulir putar, dan kompresor sentrifugal, namun semuanya melakukan hal yang sama: mengompresi udara.
Tapi bagaimana sebenarnya cara kerja kompresor udara? Bagaimana udara dikompresi secara berbeda tergantung pada jenis kompresornya? Dan apa masalahnya?
Mari kita mulai dengan pertanyaan terakhir dan mengatasinya.
Besar kecilnya aliran udara bergantung pada tujuan penggunaan udara bertekanan. Tekanan, kecepatan, dan kualitas udara di sekitar merupakan faktor yang paling penting. Semua kompresor memampatkan udara dengan cara yang sama, namun prosedur spesifik yang dilakukan setiap jenis kompresor berbeda-beda. Jenis kompresor yang Anda butuhkan sebagian ditentukan oleh tujuan penggunaan udara bertekanan, karena variasi yang disebutkan di atas dapat membatasi nilai praktis untuk berbagai dimensi aliran udara yang dihasilkannya.
Pertanyaan pertama mungkin ditinjau kembali sekarang setelah kita memiliki pemahaman yang lebih baik tentang mengapa jenis kompresor itu penting. Namun sebelum kita membahasnya, mari kita lihat dari mana kompresor udara memperoleh tenaganya.
Sumber Energi Primer Kompresor
Udara bertekanan dapat digunakan untuk menggerakkan berbagai macam peralatan dan instrumen, namun kompresor itu sendiri perlu diberi daya agar dapat berfungsi. Kompresor biasanya mengambil daya dari sumber berikut:
Kompresor luar ruangan yang lebih kecil sering kali digerakkan oleh mesin bensin. Biasanya, keluarannya kurang dari 50 cfm (1,4 m3/menit), yang diukur dalam kaki kubik per menit. Mereka dibawa dengan tangan (sering kali dalam wadah besar bergaya koper beroda).
Kompresor yang lebih besar yang digunakan di luar ruangan, seperti konstruksi komersial, sering kali ditenagai oleh mesin diesel. Kompresor yang dipasang secara permanen dan tidak dapat dihubungkan ke stopkontak listrik sudah termasuk. Bahan bakar diesel memiliki lebih banyak energi per volume dibandingkan bensin, sehingga mesin diesel lebih hemat bahan bakar.
Kompresor yang digunakan di dalam ruangan ditenagai oleh motor listrik, dan penerapannya berkisar dari tugas DIY hingga operasi industri skala besar seperti fabrikasi di pabrik. Daya satu fasa biasanya digunakan untuk kompresor di rumah dan toko-toko kecil, sedangkan daya tiga fasa digunakan untuk toko-toko besar dan kegiatan industri.
Mengompresi Udara: Dasar-Dasar
Pemasukan, kompresi, penyimpanan terintegrasi, pendinginan terintegrasi, dan pembuangan adalah tahapan utama kompresi udara, meskipun tidak semua kompresor memerlukan penyimpanan atau pendinginan terintegrasi.
1. Asupan
Langkah pertama dalam proses mengompresi udara tentu saja adalah menghirup udara. Katup saluran masuk udara memungkinkan udara luar masuk ke kompresor selama proses pemasukan.
Filter biasanya dipasang sebelum katup saluran masuk udara untuk melindungi kompresor dari serpihan dan debu.
2. Kompresi
Udara terkompresi kemudian keluar dari ruang kompresi.
• Ketika udara dikompresi, energi kinetik dari sumber listrik diubah menjadi energi potensial.
Saat kita membahas jenis kompresor, kita akan melihat lebih dekat bagaimana masing-masing jenis kompresor melakukan hal ini, namun untuk saat ini, ketahuilah bahwa ada dua ide dasar yang mendasari semua kompresor.
Pemindahan
Kompresor menggunakan perpindahan positif atau perpindahan dinamis (terkadang disebut perpindahan non positif) untuk memeras udara ke volume yang lebih kecil.
• Kompresor yang menggunakan perpindahan positif untuk memeras lebih banyak udara keluar dari ruangan tertentu.
• Perpindahan saat bergerak Kompresor (juga dikenal sebagai perpindahan non-positif) adalah perangkat yang meningkatkan tekanan atmosfer dengan meningkatkan kecepatan udara (dan juga energi kinetiknya) dan kemudian memperlambatnya kembali.
Kompresor Berpelumas Oli vs. Kompresor Bebas Oli
Semua kompresor, apa pun metode yang digunakan, berpelumas oli atau bebas oli.
• Kompresor yang dilumasi oli (juga dikenal sebagai kompresor kebanjiran oli) menggunakan oli di ruang kompresi untuk berbagai tujuan, termasuk pelumasan, penyegelan, dan pendinginan. Mengompresi udara mempunyai konsekuensi memasukkan sejumlah kecil minyak ke udara itu sendiri. Tergantung pada tujuan akhirnya, ini mungkin bukan penggunaan udara bertekanan terbaik.
• Bila oli tidak digunakan di ruang kompresi, seperti pada kompresor tanpa oli (juga dikenal sebagai kompresor tanpa oli), tidak ada oli yang dilepaskan ke aliran udara.
Namun, hal ini tidak menutup kemungkinan oli digunakan dalam aspek apa pun dari mekanisme kompresi (bantalan, misalnya, memerlukan oli agar dapat berfungsi secara efektif).
3. Penyimpanan Terintegrasi
Setelah kompresi, beberapa kompresor mengarahkan udara terkompresi langsung ke tangki penerima yang terpasang (juga dikenal sebagai tangki penyimpanan atau tangki udara).
Jenis kompresor akan dibahas secara rinci, begitu pula banyak aplikasi penyimpanan terintegrasi. Namun, ada dua penjelasan yang berlaku umum.
• Kompresor dengan siklus kerja terbatas, dibandingkan dengan siklus kerja berkelanjutan, dilengkapi penyimpanan internal untuk memastikan bahwa udara selalu tersedia, bahkan selama pemeliharaan.
• Untuk mendapatkan akses ke udara saat beroperasi pada kapasitas yang dikurangi, kompresor modulasi (kompresor dengan kontrol yang memungkinkan pengoperasian dengan kapasitas yang dikurangi) dilengkapi dengan penyimpanan.
Perlu diingat bahwa kompresor modulasi tidak sama dengan kompresor dengan siklus kerja terbatas.
• Kompresor dengan siklus kerja terbatas akan mati jika dibiarkan menyala terlalu lama. (Meskipun ini bukan fungsi kompresor komersial dan industri skala besar, hal ini biasa terjadi pada kompresor kecil yang digunakan di rumah dan bengkel.)
• Kompresor modulasi dapat beroperasi terus menerus, jika diperlukan, namun juga dapat mengurangi outputnya untuk menghemat daya selama periode permintaan rendah.
4. Pendingin Udara Integral
Ketika udara diperas, itu menghasilkan panas. Meskipun udara tidak perlu didinginkan sebelum dikeluarkan dari kompresor, sebagian besar kompresor listrik tiga fase dan kompresor diesel tertentu (apa pun jenisnya) dilengkapi dengan aftercooler internal untuk melakukan hal tersebut.
Pemisah air dipasang di kompresor dengan aftercooler untuk mengumpulkan uap air yang mengembun dari aliran udara dingin.
5. Pembuangan
Setelah melewati serangkaian pengering dan filter (misalnya, udara instrumen di pabrik manufaktur), udara dilepaskan melalui katup pelepasan dan dikirim ke jalurnya.
Mengompresi Udara dengan Berbagai Kompresor
Semua kompresor udara bekerja dengan cara yang sama, namun terdapat perbedaan yang signifikan pada bagian-bagian kecilnya. Mari kita lihat sekilas bagaimana empat metode kompresi berfungsi secara luas dan bagaimana pengaruhnya terhadap tugas-tugas penting.
1. Kompresor untuk Gulungan
Perpindahan positif, kompresor bebas oli dikenal sebagai kompresor gulir.
Kompresi
Kompresor gulir memiliki dua gulungan yang disisipkan untuk mengompresi udara. Desainnya mungkin memerlukan kedua gulungan untuk berputar bersama-sama atau salah satunya tetap diam. Tidak diperlukan minyak karena gulungan-gulungannya selalu dipisahkan.
Karena gulungan bergerak dalam gerakan yang terus menerus dan tidak terputus, kompresor gulir beroperasi tanpa suara, dengan getaran minimal, dan tanpa menghasilkan getaran apa pun pada aliran udara.
Aliran udara terbesar yang dapat ditangani oleh kompresor gulir merupakan kelemahan yang signifikan. Meskipun kompresor gulir secara teoritis dapat ditingkatkan skalanya tanpa batas, batas praktisnya (setidaknya dalam hal produksi udara secara efisien) ditentukan oleh diameter gulungan yang diperlukan. Laju aliran maksimumnya adalah yang terendah dari semua jenis kompresor yang dibahas di sini.
Memori Terintegrasi
Kompresor gulir tidak memerlukan penyimpanan internal kecuali jika menggunakan modulasi karena menghasilkan udara bebas pulsa dan bebas minyak.
2. Kompresor Rotary-Vortex
Kompresor bolak-balik berpelumas oli atau bebas oli (juga dikenal sebagai kompresor piston) adalah kompresor perpindahan positif.
Kompresi
Ruang kompresi pada mesin mobil adalah analogi yang bagus untuk kompresor bolak-balik. Saat piston bergerak ke atas, terbentuk ruang hampa yang memungkinkan udara masuk ke ruang kompresi. Udara diperas dan dikeluarkan dari ruangan pada gerakan ke bawah. Beberapa desain menggunakan dua tahap kompresi, di mana udara yang dihancurkan pada tahap pertama dikompresi lebih lanjut pada tahap kedua, untuk mencapai tekanan yang lebih tinggi dan volume yang lebih besar secara efisien.
Kompresor piston adalah jenis kompresor yang paling keras yang dibahas di sini, mirip dengan suara mesin mobil.
Gerakan piston yang mulus sangat penting untuk efisiensi yang berkelanjutan. Mereka harus dilumasi, sehingga sejumlah kecil minyak dapat dilepaskan ke udara, atau dilapisi dengan bahan yang meminimalkan gesekan.
Udara yang keluar dari ruang mempunyai "denyut" daripada aliran dan tekanan yang stabil karena kompresi hanya terjadi selama setengah siklus kerja.
Memori Terintegrasi
Kompresor bolak-balik selalu memerlukan penyimpanan terintegrasi, meskipun tidak menggunakan oli, karena mekanisme kompresinya menyebabkan adanya denyut pada aliran udara. Dengan mengambil udara dari tangki penerima dan bukan dari ruang kompresi, aliran dan tekanan yang stabil dapat dipertahankan dalam aliran udara.
3. Sekrup Kompresor Yang Berputar
Kompresor sekrup putar berpelumas oli atau bebas oli adalah kompresor perpindahan positif.
Kompresi
Kompresor yang menggunakan sekrup putar memiliki dua sekrup heliks (rotor) dengan lobus di sepanjang panjangnya. Mengompresi udara melibatkan memaksanya dari volume yang lebih besar ke volume yang lebih kecil saat bergerak sepanjang lobus kompresor. Seperti halnya kompresor timbal balik, beberapa desain menggunakan dua tahap kompresi untuk mencapai tekanan yang lebih tinggi dan volume yang lebih besar secara efisien
Sejumlah kecil oli dimasukkan ke dalam aliran udara, meskipun hal ini dapat diabaikan pada kompresor ulir berpelumas oli karena fluida yang digunakan untuk menutup celah antar rotor juga memungkinkan satu rotor menggerakkan rotor lainnya.
Kompresor ulir bebas oli menghilangkan kebutuhan akan cairan dengan mengandalkan pengaturan waktu dengan toleransi yang sangat dekat antar lobus rotor.
Rotasi rotor yang terus-menerus menghasilkan aliran udara yang stabil tanpa fluktuasi yang nyata. Kompresor jenis ini lebih senyap dibandingkan kompresor reciprocating, meski tetap tidak senyap kompresor gulir.
Memori Terintegrasi
Apakah kompresor sekrup putar dilumasi oli atau terendam oli menentukan apakah kompresor tersebut memerlukan penyimpanan integral atau tidak.
• Untuk mendaur ulang sebagian oli yang hilang dalam proses kompresi, kompresor ulir yang berisi oli memerlukan penyimpanan internal dalam bentuk tangki penerima.
• Karena tidak ada oli yang perlu diambil kembali, kompresor ulir bebas oli tidak memerlukan penyimpanan internal kecuali jika menggunakan modulasi.
4. Kompresor Sekrup Putar
Oli tidak diperlukan dalam kompresor sentrifugal karena desain perpindahannya yang dinamis.
Kompresi
Untuk peningkatan awal kecepatan udara, kompresor sentrifugal mengandalkan impeler yang berputar cepat. Udara kemudian dipaksa melalui diffuser, dimana kecepatannya dikurangi dan tekanannya meningkat. Karena meminyaki aliran udara tidak diperlukan, hal ini tidak dilakukan di ruang kompresi. Udara terus-menerus dihasilkan saat impeler berputar, oleh karena itu tidak ada aliran atau tekanan udara yang berdenyut.
Memori Terintegrasi
Kecuali jika modulasi digunakan, penyimpanan integral tidak diperlukan untuk kompresor sentrifugal karena kompresor ini menghasilkan udara bebas pulsa dan bebas oli.
Lakukan Riset Anda Sebelum Melakukan Pembelian
Meskipun pemahaman tentang pengoperasian kompresor membantu mempersempit model potensial, ada faktor lain yang perlu dipikirkan, seperti efisiensi energi, biaya pemeliharaan, perkiraan waktu kerja, dan sebagainya. Pilih kompresor yang ideal untuk kebutuhan Anda dengan bantuan keahlian distributor lokal Anda.
