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Il compressore a spirale

Displacement Compressors Compressor Types Compressors Compressed Air Wiki

Per comprendere i diversi tipi e le tecnologie dei compressori, è necessario innanzitutto comprendere i due principi fondamentali della compressione dell'aria: la compressione dinamica e la compressione volumetrica. In questo articolo, parliamo del compressore a spirale, un tipo di compressore volumetrico per un'ampia gamma di applicazioni nei sistemi di aria condizionata e refrigerazione, nelle pompe di calore e nelle automobili.

Che cosa sono i compressori a spirale?

il compressore a spirale, illustrazione grafica dell'interno

Un compressore a spirale, noto anche come compressore scroll, è un tipo di compressore volumetrico che funziona mediante compressione interna di aria o gas. I compressori a spirale possono essere lubrificati a olio o oil-free e questi ultimi sono particolarmente adatti per le applicazioni in cui è necessaria una qualità dell'aria secca e pulita senza contaminazione da olio nella camera di compressione.

 

Come funziona un compressore scroll? Un compressore a spirale o scroll è composto da due elementi a spirale imbullonati insieme: Una spirale fissa e una spirale orbitante azionata da un motore. Le spirali oscillano in un movimento continuo senza alcun contatto metallo-metallo, mentre l'aria viene compressa in volumi sempre più ridotti in sacche d'aria a forma di mezzaluna. Esaminiamo più a fondo il meccanismo della compressione volumetrica nei compressori a spirale.

 

La spirale orbitante è azionata da un albero motore a corsa breve e scorre eccentricamente intorno al centro della spirale fissa. Il movimento della spirale orbitante aspira l'aria dall'apertura di ingresso situata nella parte superiore dell'alloggiamento dell'elemento. L'aria o il gas catturati nelle sacche d'aria tra le due spirali vengono gradualmente compressi mentre si muovono verso il centro dell'alloggiamento dove si trovano la porta di uscita e una valvola di non ritorno. Il gas compresso e pressurizzato viene scaricato dalla porta di uscita al centro del complessivo. La valvola di non ritorno, o semplicemente la valvola di controllo, impedisce il riflusso di gas o refrigerante.

 

La rotazione di 180°, o sfasamento, fornisce la stabilità radiale dell'elemento a spirale. Poiché la camera di compressione diventa sempre più piccola mentre l'aria o il gas vengono compressi all'interno del compressore, questo tipo di compressione viene solitamente chiamato compressione interna. Durante questo processo, le perdite vengono ridotte al minimo perché la differenza di pressione nelle sacche d'aria è inferiore alla differenza di pressione tra l'ingresso e l'uscita. Analogamente alla compressione interna in un compressore a vite, la quantità di compressione interna è determinata dal design della porta di scarico. Grazie al design esclusivo della porta di scarico, il compressore a spirale può comprimere più aria o gas con un consumo di energia relativamente inferiore. Rispetto ad altri compressori, il compressore a spirale raggiunge il massimo livello di efficienza in termini di volume perché non vi sono pistoni per comprimere il gas.

 

Anche le emissioni di rumore del compressore a spirale sono notevolmente inferiori rispetto a tutte le tecnologie dei compressori esistenti. Il ciclo di compressione completo richiede 2,5 giri, comprese le fasi di aspirazione, compressione e rotazione di scarico, che vengono eseguite simultaneamente e forniscono un flusso costante di aria privo di pulsazioni. Il compressore a spirale offre un funzionamento regolare e privo di vibrazioni grazie al suo elemento a spirale, che non presenta alcuna variazione di coppia rispetto a un compressore a pistone. Il design semplice del compressore a spirale con una sola parte in movimento (quindi privo di attrito) lo rende estremamente affidabile e silenzioso rispetto al compressore a pistone equivalente o al compressore rotativo a vite più tradizionale.

Compressori a spirale modulari o digitali

I compressori a spirale con tecnologia a flusso variabile offrono i vantaggi e la flessibilità di un sistema modulare che utilizza da due a quattro moduli compressore integrati in un'unica cappottatura. Il controller Elektronikon® monitora continuamente lo stato di ciascun elemento e avvia e arresta gli elementi di compressione, garantendo in questo modo che l'erogazione dell'aria compressa corrisponda al fabbisogno di aria. Inoltre, la perfetta qualità dell'aria e la facilità d'uso di queste unità garantiscono un processo di produzione di livello superiore.

Il compressore digitale a spirale, d'altro canto, ha una progettazione meccanica che abbina l'erogazione del compressore ai requisiti di raffreddamento dell'intero processo. Il compressore digitale a spirale viene utilizzato principalmente nei sistemi di refrigerazione e condizionamento dell'aria per garantire un controllo preciso della temperatura. Quando le temperature vengono mantenute stabili durante il trasporto di alimenti, ad esempio, si ottiene una migliore qualità degli alimenti.

Perché scegliere un compressore a spirale?

La scelta di un compressore a spirale dipende in ultima analisi dai requisiti di dimensioni, di flusso e di qualità dell'applicazione. Prima di scegliere qualsiasi tipo di compressore, è importante individuare le dimensioni e la tecnologia corrette per le esigenze di aria compressa, a partire dalla necessità di un compressore oil-free o lubrificato. Per una capacità e un flusso maggiori, è possibile scegliere unità con due o quattro elementi compressore a spirale in un unico alloggiamento. Tuttavia, in alcuni casi potrebbe essere più economico scegliere un singolo compressore grande piuttosto che raggruppare diversi compressori a spirale per produrre un flusso sufficiente. 

 

Il compressore a spirale presenta molti vantaggi grazie al suo design semplificato ma efficiente. Con un numero inferiore di componenti rispetto ai compressori alternativi, garantisce un elevato livello di affidabilità operativa e non richiede praticamente alcuna manutenzione. Molte delle principali applicazioni industriali si servono del compressore a spirale perché soddisfa tutti i requisiti di base di un compressore per impieghi generali. Mentre i compressori a vite a iniezione di olio possono essere più efficienti in grandi applicazioni industriali con volumi di lavoro più elevati, i compressori a spirale sono ancora ampiamente utilizzati nei settori quali alimenti, refrigerazione, condizionamento dell'aria e trasporto.

Scopri di più sui compressori a spirale

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