Snabbsvar
- Intagen luft (insug, slagvolym) är en teoretisk siffra: cylindervolym × varvtal. Ingen luft levereras i den mängden.
- Avgiven luft (FAD, Free Air Delivery) mäts vid utloppet enligt ISO 1217 och räknas om till insugsförhållanden. Det är den siffran verktygen bryr sig om.
- Tumregel: avgiven ≈ 0,6 × intagen för enklare kolvkompressorer, ≈ 0,7 för bättre remdrivna tvåcylindriga. Skruvkompressorer anges redan i FAD.
- Du kan mäta din egen kompressor på 5 minuter med tankfyllnadsmetoden: Q = V × Δp ÷ (1,013 × t).
Två kompressorer kan ha samma siffra "250 l/min" på kartongen och ändå skilja nästan en faktor två i verklig kapacitet, beroende på om tillverkaren anger intagen eller avgiven luft. Den som dimensionerar efter fel siffra får en maskin som går konstant, blir varm och ändå inte håller trycket uppe.
Tre siffror som ofta blandas ihop
| Begrepp | Vad det betyder | Typisk andel av slagvolymen |
|---|---|---|
| Slagvolym / teoretisk insugskapacitet | Cylinderarea × slaglängd × varvtal × antal cylindrar. Rent räknevärde. | 100 % |
| Intagen luftmängd (insug) | Ofta samma som slagvolymen i hobbydatablad, ibland något lägre. | 90-100 % |
| Avgiven luftmängd, FAD (ISO 1217) | Uppmätt luft vid utloppet, omräknad till fri luft vid insugets tryck och temperatur. | 55-70 % (enkla kolv), 65-80 % (bättre tvåsteg) |
FAD uttrycks i liter fri luft per minut, alltså den volym luften hade vid atmosfärstryck innan den komprimerades. Därför går värdet att jämföra direkt med verktygens förbrukning, som också anges i fri luft. Amerikanska datablad skiljer på samma sätt mellan "displacement cfm" (slagvolym) och "delivered cfm" eller "SCFM at 90 psi" (avgiven). 1 cfm ≈ 28,3 l/min.
Vad ISO 1217 säger
ISO 1217 är den internationella standarden för provning av förträngningskompressorer, alltså kolv-, skruv- och scrollkompressorer. Den beskriver hur avgiven luftmängd ska mätas vid kompressorns utlopp under stabila förhållanden och räknas om till förhållandena vid insuget, samt vilka toleranser som gäller. Bilagan för fullastprov av kompletta aggregat (bilaga C) används för fast varvtal, och en separat bilaga (bilaga E) för varvtalsstyrda maskiner. En tillverkare som anger "FAD enligt ISO 1217" har alltså mätt vad som faktiskt kommer ut, inte räknat på cylindervolymen.
Notera två saker. FAD gäller vid ett angivet tryck, eftersom kapaciteten sjunker när mottrycket stiger. Och för kompletta aggregat ska värdet mätas efter de förluster som finns i maskinen, till exempel i efterkylare och filter. Står det bara "luftflöde 200 l/min" utan tryck och utan hänvisning till standard, utgå från att det är intagen luft.
Varför kolvkompressorn tappar 30-45 %
Förlusterna är inga tillverkningsfel utan fysik. De största posterna i en enstegs kolvkompressor:
- Skadevolym och återexpansion. Kolven kan inte trycka ut all luft; några procent av cylindervolymen blir kvar ovanför kolven vid övre dödpunkt. Den kvarvarande luften håller sluttrycket och måste expandera tillbaka till atmosfärstryck innan insugsventilen öppnar. Under den delen av slaget sugs ingen ny luft in.
- Uppvärmning av insugsluften. Cylindern och ventilplattan är heta. Luften som sugs in värms och expanderar, så massan per slag blir mindre än volymen antyder.
- Strypning i ventiler och insugsfilter. Trycket i cylindern när insugsventilen stänger är lägre än atmosfärstrycket. Ett igensatt insugsfilter förvärrar det.
- Läckage förbi kolvringar och ventiler. Ökar med slitage. Slitna kolvringar kan ensamma kosta 10-20 % extra.
Kompressor Koll-analys: Bara återexpansionen förklarar en stor del av tappet. Med en skadevolym på 5 % av slagvolymen, tryckförhållande 9 (8 bar övertryck, cirka 9 bar absolut) och polytropexponent 1,3 blir den volymetriska verkningsgraden ungefär 1 − 0,05 × (91/1,3 − 1) = 1 − 0,05 × 4,4 ≈ 0,78. Lägg till uppvärmning av insugsluften (5-10 %) och läckage samt ventilförluster (5-10 %) så landar man på 0,6-0,7. Samma formel visar varför kapaciteten sjunker med trycket: vid 10 bar blir återexpansionsförlusten ännu större.
Räkneexempel: varifrån kommer "200 l/min"?
En vanlig direktdriven encylindrig hobbykompressor har cylinderdiameter 51 mm, slaglängd 34 mm och varvtal 2 850 varv/min.
Cylinderarea: π × 0,051² ÷ 4 ≈ 0,00204 m². Slagvolym per varv: 0,00204 × 0,034 ≈ 0,0000695 m³ = 0,0695 liter. Per minut: 0,0695 × 2 850 ≈ 198 l/min. Det är siffran på kartongen.
Med faktor 0,6 blir avgiven luft cirka 120 l/min vid 6-8 bar. Räcker det för en mutterdragare vid däckbyte? Ja, eftersom den används i korta stötar. För en HVLP-sprutpistol på 250 l/min räcker det inte ens till hälften.
Så mäter du din kompressors verkliga kapacitet
Tankfyllnadsmetoden kräver bara klocka, tankens volym och manometern. Den ger avgiven luft i det tryckintervall du mäter i, vilket är precis vad du vill veta. Principen: luften som pumpas in i tanken mellan två tryck motsvarar V × Δp ÷ patm liter fri luft.
- Kontrollera att systemet är tätt. Pumpa upp till frånslag, stäng av och lyssna. Om trycket på tankmanometern sjunker mer än några tiondels bar på 10 minuter, åtgärda läckan först (se luftläcka), annars blir mätningen för låg.
- Ta reda på tankvolymen. Använd typskyltens volym. Lägg till volymen i fast rördragning om den är stor; en enskild kort slang kan försummas. Koppla bort alla verktyg.
- Töm tanken till under starttrycket. Släpp ut luft via en snabbkoppling eller blåspistol tills trycket ligger klart under ditt startvärde, till exempel 4 bar. Låt kompressorn starta.
- Ta tid i ett fast intervall. Starta klockan när tankmanometern passerar det lägre trycket och stoppa vid det högre. Välj ett intervall nära ditt arbetstryck, till exempel 5 till 8 bar. Manometern på tanken ska användas, inte den efter regulatorn.
- Låt tanken svalna och läs av igen. Luften i tanken är varm direkt efter fyllning och trycket sjunker något när den kyls. Vänta 5 minuter med kompressorn avstängd och notera sluttrycket. Använd det värdet för ett försiktigt resultat.
- Räkna. Q (l/min) = V (l) × (p2 − p1) (bar) ÷ (1,013 × t (min)).
- Upprepa i ett lägre intervall. Mät också till exempel 1 till 3 bar. Skillnaden visar hur mycket kapaciteten faller med trycket; för slitna maskiner faller den kraftigt vid högre tryck.
Räkneexempel: 50-literstank, 5 till 8 bar
Kompressorn är märkt 200 l/min. Det tar 75 sekunder (1,25 min) att gå från 5 till 8 bar. Efter avsvalning visar manometern 7,8 bar, så Δp = 2,8 bar.
Q = 50 × 2,8 ÷ (1,013 × 1,25) ≈ 111 l/min. Det är 55 % av den angivna siffran, alltså helt normalt för en direktdriven kolvkompressor. Hade man räknat med 3,0 bar utan avsvalning hade resultatet blivit 118 l/min, cirka 7 % för högt.
Vill du räkna baklänges, alltså hur lång tid tanken borde ta att fylla, använd fyllnadstidsräknaren.
Tips: Spara dina mätvärden. Gör om mätningen vartannat år eller när kompressorn känns slöare. Om fyllnadstiden i samma intervall ökat med mer än 20 %, är slitna kolvringar, en läckande ventilplatta eller ett igensatt insugsfilter vanliga orsaker. Se kompressorn bygger inte tryck.
Felkällor att känna till
- Manometerns noggrannhet. Billiga tankmanometrar kan visa fel med flera tiondels bar. Ett tryckintervall på minst 3 bar minskar felets betydelse.
- Tankens verkliga volym. Nominell volym är avrundad. Ett par procents avvikelse ger samma procentuella fel i resultatet.
- Kall maskin. En kall kompressor levererar ofta något mer de första minuterna än efter en halvtimme. Mät gärna när den är varm, som i verkligt arbete.
- Intermittensen syns inte. Mätningen säger hur mycket luft maskinen ger när den går, inte hur länge den får gå. Många hobbymaskiner har en intermittens på 50-60 %, så medelkapaciteten över en timme är lägre.
Så använder du siffran
Jämför uppmätt eller angiven FAD med verktygens förbrukning i tabellen över luftförbrukning. För verktyg som går oavbrutet, som slipmaskiner och sprutpistoler, bör förbrukningen inte överstiga 70-80 % av FAD. Verktyg som används i korta stötar kan luta sig mot tanken. Hela beräkningen med flera verktyg finns i beräkna luftbehov.
Vanliga frågor
Hur räknar jag om intagen luft till avgiven luft?
Multiplicera intagen luftmängd med ungefär 0,6 för en direktdriven enstegs kolvkompressor och med 0,65-0,7 för en bättre remdriven tvåcylindrig maskin. En kompressor märkt 300 l/min intag levererar alltså cirka 180-210 l/min vid 6-8 bar. Exakt värde får du bara genom FAD-uppgift enligt ISO 1217 eller genom att mäta med tankfyllnadsmetoden.
Är FAD samma sak som "luftleverans" i databladet?
Inte nödvändigtvis. Begreppen översätts olika och vissa tillverkare kallar intagen luft för "luftleverans" eller "kapacitet". Leta efter uttrycket avgiven luftmängd eller FAD, ett angivet tryck (till exempel vid 7 bar) och en hänvisning till ISO 1217. Saknas det, räkna med att siffran är intag och använd faktor 0,6.
Varför anger tillverkare intagen luft om den är missvisande?
Siffran är större och enkel att räkna fram från cylinderdimensioner och varvtal, och den har länge varit praxis för hobbymaskiner. Den är inte fel i sig, den beskriver bara en annan sak än den luft du kan använda. Professionella kolv- och skruvkompressorer anges oftast i FAD, vilket gör dem bättre än de ser ut vid en snabb jämförelse.
Hur mycket sjunker kapaciteten vid högre tryck?
För en enstegs kolvkompressor sjunker avgiven luft märkbart mellan 6 och 10 bar, typiskt i storleksordningen 10-20 %, eftersom mer luft återexpanderar i skadevolymen och läckaget ökar. Mät själv i två tryckintervall för att se hur din maskin beter sig. Tvåstegsmaskiner och skruvkompressorer tappar mindre inom sitt tryckområde.
Kan jag mäta med en mindre tank eller bara en slang?
Metoden fungerar med vilken volym som helst, men ju mindre volym desto kortare tid och desto större mätfel. Med en 6-literstank tar 5 till 8 bar bara några sekunder. Välj då ett större tryckintervall och upprepa mätningen tre gånger. Utan tank går det inte att mäta på det här sättet.
Källor
- ISO 1217, Displacement compressors: Acceptance tests (Internationella standardiseringsorganisationen).
- Atlas Copco, Compressed Air Manual (avsnitt om kompressorers volymetriska verkningsgrad och FAD).
- Kaeser Kompressoren, Compressed Air Engineering (handbok om tryckluftsteknik).
- U.S. Department of Energy, Improving Compressed Air System Performance: A Sourcebook for Industry.
Hittade du ett fel eller saknas något? Skriv till oss via kontaktsidan. Vi rättar sakfel och redovisar väsentliga ändringar på sidan Rättelser.