Controlli per compressori e come migliorare l'efficienza dell'impianto per aria compressa

A differenza dei controlli per compressori che si occupano soprattutto delle regolazioni dei singoli compressori, i sistemi coordinano più compressori al fine di farli funzionare in modo efficiente. Entrambi sono essenziali per risparmiare energia e assicurare il corretto funzionamento del sistema. 

I controlli e il tipo di compressore sono i fattori più importanti che influenzano le prestazioni e l'efficienza dell'impianto. La tecnologia dei compressori si è evoluta e include ora, tra gli altri, controlli di avvio/arresto, controlli di funzionamento a carico/a vuoto e controlli di modulazione in ingresso. Motori elettrici e controller sono stati sviluppati per soddisfare il fabbisogno e ottenere un controllo preciso, mentre metodi speciali sono stati sviluppati per gli impianti misti con compressori a velocità fissa e a velocità variabile (VSD).

Sono disponibili diversi tipi di controlli per compressori, tra cui:

Il sistema di controllo di avvio/arresto attiva e disattiva il motore che aziona il compressore in risposta alla pressione di scarico ed è particolarmente adatto per cicli di lavoro bassi nei modelli con massimo 25 hp. 

Il controllo di carico/vuoto è adatto per quasi tutti i tipi di compressore e richiede un adeguato volume di stoccaggio del serbatoio; il compressore funziona a vuoto quando raggiunge la pressione di scarico impostata e viene riportato alla massima capacità quando raggiunge una pressione di carico inferiore.  

La modulazione, nota anche come modulazione della valvola di ingresso, adegua la capacità del compressore al fabbisogno di aria riducendo l'aspirazione di aria all'aumento della pressione. Questo metodo, tuttavia, può essere la causa di prestazioni inadeguate a carico parziale e richiede una notevole capacità di stoccaggio del serbatoio dell'aria.  

Il doppio controllo coniuga il principio della modulazione con il funzionamento a carico/a vuoto per fornire migliori prestazioni di carico parziale e richiede serbatoi d'aria con una minore capacità di stoccaggio.  

Il controllo VSD regola la velocità del motore del compressore in modo da soddisfare il fabbisogno di aria in modo preciso. Questo controllo migliora l'efficienza energetica e le prestazioni di carico parziale, in quanto il compressore può funzionare a velocità variabili per soddisfare la richiesta. 

I controlli di rete formano una catena di comunicazione tra i controller integrati nei compressori e coordinano le funzioni dei compressori per ottimizzare l'erogazione di aria. 

I PLC e gli HMI vengono utilizzati per i processi automatici, le variazioni della velocità dell'azionamento possono influire sull'uscita del compressore. I sistemi di controllo per compressori possono modulare la valvola di ingresso e l'aspirazione di gas e mantenere una certa pressione, assicurando che il compressore eroghi l'aria richiesta. Gli arresti automatici possono attivarsi in caso di guasto di un componente o di condizioni di lavoro non sicure. I controlli di rete sono utilizzati in configurazioni con più compressori, con un'unità principale e altri compressori con ruolo secondario. 

L'efficienza di un compressore d'aria dipende significativamente dal metodo di controllo utilizzato. I metodi disponibili variano a seconda del tipo di compressore. 

Per i compressori rotativi a vite a iniezione di olio, la modulazione della valvola di ingresso, nota anche con il solo termine "modulazione", è un metodo di controllo che permette diadeguare la capacità del compressore al fabbisogno di aria riducendo l'ingresso di aria quando la pressione aumenta. Questo metodo, tuttavia, può essere la causa di prestazioni inadeguate a carico parziale e richiede serbatoi d'aria con un notevole volume di stoccaggio.

D'altro canto, il controllo di carico/vuoto è adatto per quasi tutti i tipi di compressore e richiede un adeguato volume di stoccaggio del serbatoio; il compressore funziona a vuoto quando raggiunge la pressione di scarico impostata e viene riportato alla massima capacità quando raggiunge una pressione di carico inferiore.

I controlli VSD variano la velocità del motore e dell'aria utilizzando un azionamento a frequenza variabile per fornire un rapporto flusso/potenza il più possibile proporzionale a carico parziale.

Sui compressori centrifughi, la valvola di scarico e la valvola di bypass sono le opzioni adottate più comunemente per controllare il fabbisogno di aria e i sovraccarichi, mentre il controllo del vuoto riduce il consumo energetico dal 10 al 20% rispetto al funzionamento a pieno carico.