Applicazioni in bassa pressione: la giusta soffiante per l'aria

Kaeser

scegliere la giusta soffiante aria

Le tecnologie per la generazione di aria compressa a bassa pressione sono molteplici. Volendo riassumere le più comuni tipologie, si parla di: soffianti rotative a lobi, soffianti rotative a vite e turbo soffianti, indicativamente con pressioni operative tra 0,4 e 1.0 bar e portate fino a 250 mc/min.

Nell’ambito di applicazioni quali il trattamento acque reflue, i processi di fermentazione e la flottazione, il ventaglio di soluzioni disponibili in bassa pressione è molto ampio.

Con una tale varietà a disposizione, è necessaria una linea guida tecnica che supporti operatori ed End User nella scelta più idonea.

 

compressori industriali

 

 

In pillole: le differenze tra le tecnologie delle soffianti a aria

Quando si tratta di generare aria compressa, esistono principalmente due tipi di tecnologie: i compressori volumetrici e i compressori dinamici.

Le soffianti rotative a lobi e le soffianti rotative a vite appartengono alla famiglia dei compressori volumetrici a due rotori.

Nella soffiante a lobi, il volume d’aria incamerato tra i lobi e il cilindro rimane costante durante la fase di rotazione dei lobi dall’aspirazione alla mandata. In campo termodinamico questo processo prende il nome di “compressione isocora”.

Le soffianti rotative a lobi possono raggiungere una efficienza isoentropica tra il 45 e il 60%.

 

soffiante ariasoffiante aria

 

 

 

 

 

 

 

Circa dieci anni fa, quando ormai divenne chiaro che il potenziale di miglioramento delle prestazioni energetiche della tecnologia rotativa a lobi era ormai esaurito, la ricerca di soluzioni di ottimizzazione e incremento dell’efficienza energetica venne indirizzata sulle soffianti rotative a vite, grazie alla definizione di un nuovo profilo dei rotori.

In questo caso, il volume dell'aria di aspirazione, intrappolato nell'evolvente dei rotori all'interno del blocco, subisce una pre-compressione prima della mandata riducendo così lo sforzo richiesto e traducendosi in un risparmio di energia che risulta tanto maggiore quanto maggiore è la prevalenza.

Alcuni costruttori, inoltre, sono in grado di fornire rotori ottimizzati a seconda dei diversi intervalli di pressione, incrementando ulteriormente le prestazioni energetiche della macchina.

Le soffianti rotative a vite raggiungono un'efficienza isentropica compresa tra il 60 e il 78%, che rimane stabile anche a pressione costante e una portata variabile.

Queste soffianti sono ideali quando sono richieste pressioni elevate, lunghi periodi di funzionamento e un ampio range di portata, come nel caso del comparto di aerazione biologico nel trattamento acque reflue.

Le soffianti a lobi, invece, continuano ad aver ragione di impiego nel caso di basse pressioni e brevi periodi di funzionamento, come ad esempio nelle fasi di controlavaggio filtri o nel settore del trasporto pneumatico.

 

Soffiante aria: Turbo soffianti

soffiante aria

 

Nel campo delle macchine dinamiche troviamo le turbo soffianti, note anche come "turbocompressori" o "compressori centrifughi".

Il cuore della macchina è costituito dalla girante che, con la sua elevata velocità di rotazione, traduce l’aumento della velocità dell'aria in direzione periferica verso la mandata in pressione nel diffusore a valle della girante stessa.

Le più recenti tra questa tipologia di macchina sono le turbo soffianti equipaggiate con motore sincrono a magneti permanenti (PMSM) e convertitore di frequenza.

Queste turbo soffianti raggiungono un’efficienza isoentropica tra il 60 – 78% e, rispetto ad altre tipologie concorrenti, hanno un range di controllo più ampio e nessun limite nel numero di avviamenti orari.

A causa dalla stretta correlazione tra pressione e portata d’aria i compressori dinamici risultano ideali quando il processo è caratterizzato da pressioni costanti, richieste d’aria significative e lunghi periodi di lavoro.

soffiante aria

Guida alla decisione

 

Nella selezione della soffiante è bene tenere presente che non sempre la risposta è univoca e tanto meno riferita ad una singola tecnologia.

Sono, infatti, diversi i criteri da prendere in considerazione in modo da costituire una proposta efficace, che potrebbe tradursi anche nella combinazione di soffianti volumetriche e soffianti centrifughe.

I passaggi di selezione da seguire sono, in sintesi:

 

  1. Primo passaggio. Definizione dei requisiti operativi di base. Ovvero, esigenze di portata, range di controllo, pressione operativa ed eventuali variazioni di pressioni che potrebbero verificarsi.

  2. Secondo passaggio: Definizione delle condizioni di lavoro. Si intendono condizioni ambiente (temperatura, umidità, presenza di contaminanti, altitudine) e condizioni di installazione (spazio disponibile, ubicazione indoor o outdoor).

  3. Terzo passaggio. Definizione delle performance richieste. Ovvero esigenze operative ed energetiche, in relazione al tipo di applicazione e al variare delle condizioni di processo. Numero di ore lavoro atteso, numero di avvii/arresti in un’ora. Gestione della manutenzione e disponibilità di service ufficiale in zona.

 

 

In conclusione

soffiante aria

Non c’è una unica risposta alla domanda se sia meglio un tipo di soffiante piuttosto che un’altra, o la combinazione delle due.

Ad esempio, nell’ambito del trattamento delle acque reflue, dove sono spesso richiesti ampi range di portata a basse pressioni, è sempre più comune la realizzazione di stazioni di aria compressa costituite da un mix di soffianti a vite e turbo soffianti.

La procedura migliore per individuare la soluzione più adatta non è di interrogarsi su quale delle due tecnologie sia più efficace ma di partire valutando prima tutti i fattori caratterizzanti il processo in questione.

Al giorno d’oggi ci sono aziende in grado di fornire consulenza sui vantaggi di entrambe le tecnologie e valutare la fattibilità tecnico-economica in relazione ai requisiti progettuali del caso specifico, attraverso metodi di analisi e strumenti di supporto decisionale, che sulla base di KPI significativi prendono in esame il life cycle cost totale di ciascuna opzione e restituiscono la soluzione ottimale per il cliente.

 

consulenza kaeser compressori