Quali sono le perdite transitorie dei compressori e perché sono importanti?
Importanza dell'efficienza: spiegazione delle perdite transitorie del compressore
Esistono 3 tipi di compressori rotativi a vite: a velocità fissa, a doppia velocità e a velocità variabile (VSD). Le perdite transitorie dei compressori aiutano a spiegare la grande differenza nell'efficienza energetica tra questi 3 tipi.
Cosa sono le perdite transitorie del compressore?
Il termine perdite transitorie si riferisce all'energia che un compressore consuma senza produrre aria utilizzabile durante il ciclo tra le fasi operative. Si tratta di un termine che riflette lo spreco di energia. Per un compressore tradizionale a velocità fissa, queste perdite possono costituire fino al 20% del consumo energetico totale. I compressori a vite a doppia velocità sono soggetti a perdite transitorie minime. I compressori con azionamento a velocità variabile le eliminano quasi completamente.
Cosa sono le perdite transitorie?
Perdite transitorie nei compressori a velocità fissa rispetto a quelli a doppia velocità
In questo articolo esamineremo i 2 tipi di compressore per i quali le perdite transitorie rappresentano un fattore rilevante: i compressori a velocità fissa e a doppia velocità. Spiegheremo inoltre perché i compressori a velocità fissa non possono mai ridurre in modo significativo le perdite transitorie, indipendentemente dall'efficienza. E mostreremo come la doppia velocità riesce a ridurre significativamente questo spreco di energia.
Perdite transitorie nei compressori a velocità fissa
Le perdite transitorie sono intrinseche ai compressori a velocità fissa. Questo perché possono funzionare solo al 100% della velocità del motore e perché non possono avviarsi sotto pressione.
Ecco perché:
All'avviamento: quando il motore si avvia, il serbatoio del separatore aria/olio deve prima riempirsi. Solo quando il compressore raggiunge una pressione di 4 bar, la valvola di minima pressione si apre e inizia a erogare aria compressa. Fino a quel momento, tutta l'energia utilizzata per avviare la macchina è soggetta a perdite transitorie.
A pieno carico: quando la richiesta è al massimo, il compressore funziona a un'efficienza ottimale. Nessuno spreco di energia.
Minore richiesta d'aria: quando la richiesta diminuisce, un compressore a velocità fissa entra in fase di scarico. Questo avviene quando il motore funziona alla massima velocità senza produrre aria, un puro spreco di energia. Tuttavia, nella transizione da carico a vuoto, un compressore a velocità fissa subisce ulteriori perdite transitorie. Quando l'ingresso si chiude, il separatore aria/olio sfiata a 1/2 bar. Questo perché il compressore non può riavviarsi di nuovo mentre è ancora sotto pressione. Il termine blow-off si riferisce all'energia necessaria per produrre quest'aria ventilata.
Arresto e riavvio: quando la richiesta continua a rimanere bassa, un compressore a velocità fissa alla fine si spegne. Per prelevare il flusso d'aria, il compressore deve riavviarsi, avviando nuovamente il circuito di perdita transitoria.
Perdite transitorie nei compressori a doppia velocità
Un compressore a doppia velocità riduce le perdite transitorie di due cifre rispetto alle unità a velocità fissa. Questo perché funziona a una velocità minima durante lo scarico e perché può avviarsi sotto pressione.
Ecco come funziona:
All'avviamento: iniziando con un compressore completamente vuoto, un compressore a doppia velocità si avvia come un compressore a velocità fissa.
Pieno carico: quando la domanda raggiunge il suo picco, il compressore funziona alla velocità massima. Nessuno spreco di energia, ma nessun vero vantaggio rispetto a un compressore a velocità fissa.
Minore richiesta d'aria: quando la richiesta diminuisce, anche un compressore a doppia velocità entra in fase di vuoto. Ma mentre è in modalità di vuoto, funziona a una velocità minima per ridurre significativamente gli sprechi di energia. Inoltre, poiché un'unità a doppia velocità può avviarsi sotto pressione, riduce al minimo anche le perdite di blow-off
Arresto e riavvio: un compressore a doppia velocità può avviarsi sotto pressione. Ciò significa che può riavviarsi più velocemente e richiede meno energia rispetto a un compressore a velocità fissa.
Costo delle perdite transitorie del compressore
Questo articolo spiega il concetto di perdite transitorie dei compressori, perché si verificano sui compressori a velocità fissa e come si riducono nei compressori a velocità fissa. Poiché i costi energetici rappresentano in genere l'80% del costo totale di un compressore, questa differenza di efficienza ha un notevole impatto sui costi di esercizio.