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Il compressore a vite

Compressor Types Compressed Air Wiki Displacement Compressors Compressors

Forse sai già che esistono due principi base di compressione dell'aria. Uno di questi è il principio di compressione volumetrica. Nella categoria dei compressori volumetrici rientrano molte tipologie di compressori. Fra queste, una delle più note e diffuse è il compressore a vite doppia (o rotativo).

What are twin rotary screw air compressors?

illustrazione grafica di un compressore rotativo a vite

Lo schema di principio dei compressori volumetrici rotativi in configurazione a doppia vite è stato sviluppato nel corso degli anni '30, quando sorse l'esigenza di compressori rotativi con un flusso stabile e una portata elevata in condizioni di pressione variabile. I principali componenti dell'elemento a vite doppia sono il rotore femmina e quello maschio, che ruotano in senso opposto facendo diminuire il volume compreso fra loro e l'alloggiamento.

Ciascun elemento a vite presenta un proprio rapporto di compressione fisso e prestabilito, che dipende dalla sua lunghezza, dal passo della vite e dalla forma dell'apertura di scarico. Per raggiungere la massima efficienza, il rapporto di compressione prestabilito deve essere adattato alla pressione di esercizio richiesta. I compressori a vite non sono in genere dotati di valvole e non presentano forze meccaniche che provocano sbilanciamenti. Ciò significa che sono in grado di funzionare a velocità dell'albero elevate e di coniugare una grande portata e dimensioni esterne contenute. I cuscinetti devono sostenere una forza che agisce in direzione assiale e dipende dalla differenza di pressione fra l'ingresso e l'uscita.

compressori rotativi a vite oil-free

compressore rotativo a vite oil-free

I primi compressori a vite doppia erano dotati di rotori con un profilo simmetrico e non utilizzavano alcun liquido di raffreddamento all'interno della camera di compressione. Tali modelli erano detti compressori a vite oil-free o a secco. Gli attuali compressori a vite oil-free ad alta velocità sono dotati di viti con profilo asimmetrico, che assicurano un'efficienza energetica nettamente migliore grazie alla riduzione delle perdite interne. Per sincronizzare la posizione dei rotori controrotanti si utilizzano nella maggior parte dei casi ingranaggi esterni. Dato che i rotori non vengono a contatto fra loro e neppure con l'alloggiamento del compressore, non è richiesta alcuna lubrificazione all'interno della camera di compressione.


L'aria compressa è pertanto totalmente oil-free. Per ridurre al minimo le perdite dirette dal lato in pressione verso quello di ingresso, i rotori e l'alloggiamento sono fabbricati con la massima precisione. Il rapporto di compressione predefinito è limitato dalla differenza di temperatura fra l'ingresso e lo scarico. Proprio per tale motivo, quando occorre raggiungere pressioni maggiori i compressori a vite oil-free sono spesso realizzati in configurazioni a più stadi con raffreddamento interstadio.

Come funzionano i compressori a vite a iniezione di liquido?

Nei compressori a vite a iniezione di liquido, nella camera di compressione e spesso nei cuscinetti del compressore viene iniettato un liquido, la cui funzione consiste nel raffreddare e lubrificare i componenti in movimento dell'elemento compressore e l'aria che viene compressa al suo interno, nonché nel ridurre le perdite di ritorno verso l'ingresso. Il liquido attualmente più utilizzato a tale scopo è l'olio, per via delle sue buone proprietà lubrificanti e di tenuta, me vengono impiegati anche altri liquidi, ad esempio acqua o polimeri. È possibile realizzare elementi compressori a vite a iniezione di liquido con rapporti di compressione elevati; un singolo stadio è di solito sufficiente per raggiungere 14 o anche 17 bar, benché con un'efficienza energetica ridotta.

Confronto fra i compressori a velocità fissa e i compressori con azionamento a velocità variabile (VSD)

La differenza di base fra le due tecnologie è evidenziata dal loro nome. I compressori a velocità fissa funzionano a una velocità costante e tendono a essere molto efficienti quando operano al 100% della loro capacità, vale a dire quando il motore elettrico è in funzione e viene prodotta aria compressa. L'inefficienza dei compressori a velocità fissa è molto evidente e può essere misurata facilmente quando l'unità viene messa a vuoto, interrompendo la produzione dell'aria. Prima che di arrestarsi completamente, il motore continua a funzionare senza alcuna produzione di aria, sprecando di conseguenza energia e denaro. L'inefficienza e gli sprechi possono essere particolarmente vistosi presso le strutture che operano su più turni e/o presentano forti fluttuazioni della portata richiesta nel corso della giornata.


La tecnologia con azionamento a velocità variabile (VSD, Variable Speed Drive) si basa su un principio di funzionamento diverso, in quanto la velocità del motore elettrico viene adattata alla quantità di aria richiesta in un determinato impianto / struttura. In termini più semplici, al crescere della richiesta / del fabbisogno di aria compressa la velocità del motore aumenta, fornendo pertanto una portata / un cfm maggiore. Se la domanda diminuisce, viceversa, il motore elettrico rallenta automaticamente, utilizzando soltanto l'energia richiesta per assicurare un flusso adeguato. I compressori d'aria VSD adattano il flusso in uscita alla domanda; essi sono in grado di rilevare il livello di utilizzo del flusso e di regolare di conseguenza la loro velocità. Nei giorni in cui la produzione procede più lentamente, nelle pause oppure durante il secondo o il terzo turno, che sono ridotti al minimo, la tecnologia VSD si rivela particolarmente utile, in quanto elimina gli sprechi di energia elettrica, consentendo pertanto di risparmiare denaro.


Tenuto conto del fatto che l'impiego dell'aria compressa è costoso, in quanto ammonta a oltre il 70% del costo totale di proprietà sotto forma di costi per l'elettricità, l'adozione della tecnologia VSD è in grado di contribuire al conseguimento di risparmi dell'ordine del 35 - 50%. A seconda delle dimensioni del compressore, tali risparmi possono variare da centinaia a decine di migliaia di dollari all'anno o più, il che rende tale tecnologia un investimento ideale per qualunque struttura. I compressori d'aria VSD stanno diventando la norma più che l'eccezione, e molti clienti beneficiano di risparmi annuali sui costi per l'energia e della possibilità di reinvestire tali somme in altre risorse.

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