I due più importanti sono i compressori a pistone e i compressori rotativi a vite.
Compressori a pistone sono i più vecchi e più comuni di tutti i compressori industriali. Si tratta di macchine abbastanza semplici (un pistone viene utilizzato per comprimere l'aria in un cilindro) e vengono spesso utilizzate in operazioni che richiedono una quantità limitata e intermittente di aria compressa. Anche i compressori ad alta pressione si basano in genere sulla tecnologia a pistone.
Il loro prezzo di acquisto più basso li rende un'opzione attraente per il fai-da-te e le piccole officine. Tuttavia, in genere non possono funzionare continuamente per lunghi periodi di tempo e devono raffreddarsi periodicamente. Sono dotati, inoltre, di numerose parti mobili, il che significa che sono più soggetti ad usura e possono richiedere una manutenzione piuttosto lunga.
Ecco perché molte aziende con una richiesta di aria compressa più elevata preferiscono spesso compressori rotativi a vite.
Il nome, compressori rotativi a vite, identifica il cuore del compressore e cioè, l’elemento di compressione costituito da due rotori, che comprimono l’aria. Questi rotori sono denominati anche rotori maschio e femmina e vengono azionati dal rotore maschio (se a iniezione di olio) o da un ingranaggio della distribuzione (se privi di olio).
In entrambi i casi, i rotori maschio e femmina ruotano in direzioni opposte. Di conseguenza, l'aria viene aspirata tra i due rotori. Man mano che il loro ciclo progredisce, lo spazio ridotto che si crea tra i rotori e il loro alloggiamento determina la compressione dell'aria. Questa aria compressa viene poi convogliata verso la tubazione di mandata.
Rispetto ai compressori a pistone, i compressori a vite offrono molti vantaggi. Anche se un po' più costosi da acquistare, possono garantire un servizio continuo e funzionare senza interruzione per molte ore e sono molto più efficienti, sono più silenziosi (e possono quindi essere installati in svariati luoghi) e richiedono minore manutenzione.
Quando si deve investire in un compressore, occorre tenere presente il principio del costo totale di proprietà, estremamente importante, che consentirà sicuramente di ottenere un notevole risparmio economico a lungo termine.
Costo totale di proprietà … cosa significa?
Il costo totale di proprietà si riferisce a tutti i costi associati ad un qualunque prodotto. In alcuni casi, ciò copre principalmente il prezzo d'acquisto. Ad esempio, quando si acquista un divano, si paga solo divano, non ci sono altri costi associati (tranne, forse, la necessità di pagare la gente per spostarlo).
Questo aspetto è molto diverso per i compressori.
In aggiunta a questi due tipi di compressori, ce ne sono molti altri che vengono utilizzati meno frequentemente.
Ecco una breve panoramica:
Compressori a diaframma
In questi compressori, il diaframma viene azionato meccanicamente o idraulicamente. Mentre i compressori a diaframma meccanico vengono utilizzati con un flusso ridotto e bassa pressione o come pompe per vuoto, i compressori a diaframma idraulico vengono utilizzati per le applicazioni ad alta pressione.
Compressori a camme
Come i compressori a vite, la tecnologia a camme è caratterizzata da due rotori. Ruotano in direzioni opposte all'interno di una camera di compressione. I rotori, sempre sincronizzati, sono controllati da ruote dentate. Quando ruotano l'uno verso l'altro, aspirano aria che viene compressa prima di essere forzata attraverso una porta di uscita.
I compressori a camme vengono spesso utilizzati quando è necessaria aria particolarmente pura, ad esempio nel settore sanitario o farmaceutico, quando l'aria entra in contatto con alimenti o nell'industria elettronica.
Compressori a spirale
Anche i compressori a spirale si basano sulla compressione volumetrica. L'elemento compressore è costituito da una spirale dello statore fissata in un alloggiamento e da una spirale eccentrica orbitante azionata da un motore. Le spirali sono montate con spostamenti di fase a 180° per formare sacche d'aria con un volume gradualmente variabile. Quando la spirale orbitante si muove, l'aria viene aspirata e catturata in una delle sacche d'aria, dove viene compressa gradualmente mentre si muove verso il centro, dove si trovano la luce di uscita e una valvola di non ritorno.
I compressori a spirale sono efficienti e silenziosi. Sono anche perfetti per installazioni in prossimità degli operatori, in laboratori odontotecnici o officine di precisione (orologeria e oreficeria).
Compressori a palette
I compressori a palette sono costituiti da un rotore con palette radiali mobili a forma di pala (solitamente realizzato in leghe speciali) montato eccentricamente nell'alloggiamento dello statore. Quando ruota, le palette vengono premute contro le pareti dello statore per forza centrifuga. L'aria viene aspirata quando la distanza tra il rotore e lo statore aumenta. Viene quindi catturato nei diversi vani del compressore, che diminuiscono di volume durante la rotazione. L'aria viene scaricata quando le palette passano attraverso la porta di uscita.
I compressori a palette hanno molte applicazioni. Vengono utilizzati ovunque, dai settori agricolo ed energetico all'industria automobilistica. Inoltre, i compressori a palette sono applicazioni farmaceutiche, mediche e del settore odontoiatrico.
Soffianti a lobi
Le soffianti a lobi Roots sono compressori volumetrici privi di valvole e senza compressione interna. Poiché non sono molto efficienti, vengono utilizzati solo per applicazioni a bassa pressione.
Una soffiante a lobi Roots è composta da due rotori che ruotano in direzioni opposte. Quando la camera di compressione entra in contatto con la porta di uscita, l'aria compressa ritorna nell'alloggiamento dal lato in pressione. Poi, quando il volume della camera di compressione diminuisce con il progredire della rotazione, si verifica un'ulteriore compressione.
Sebbene quelli sopra citati siano tutti compressori volumetrici, esistono anche diversi compressori dinamici.
Compressori centrifughi
Questi compressori sono caratterizzati da un flusso di scarico radiale. In primo luogo, l'aria viene aspirata al centro di una girante rotante con pale radiali. Quindi viene spinto verso il perimetro della girante dalle forze centrifughe.
Il movimento radiale dell'aria provoca contemporaneamente un aumento di energia cinetica e di pressione. Quindi, prima di essere condotta al centro della girante dello stadio del compressore successivo, l'aria passa attraverso un diffusore e una coclea. È qui che l'energia cinetica viene convertita in pressione.
L'albero della girante raggiunge velocità estremamente elevate. A 15.000-100.000 giri/min, questi sono molto più alti di quelli dei compressori sopra menzionati.
Compressori assiali
Questi compressori sono dotati di un flusso assiale, il che significa che l'aria passa lungo l'albero del compressore attraverso file di pale rotanti e stazionarie. Di conseguenza, la velocità dell'aria viene gradualmente aumentata nello stesso momento in cui le pale stazionarie convertono l'energia cinetica in pressione. Un tamburo di bilanciamento è solitamente incorporato nel compressore per controbilanciare la spinta assiale.
I compressori assiali sono generalmente più piccoli e più leggeri dei loro equivalenti centrifughi, e funzionano normalmente a velocità più elevate. Vengono utilizzati per portate di elevati volumi e costanti per pressioni relativamente basse, ad esempio nei sistemi di ventilazione. Data la loro elevata velocità di rotazione, essi sono idealmente accoppiati alle turbine a gas per la generazione di elettricità e la propulsione aeronautica.
La ricerca del compressore ottimale inizia con la determinazione delle caratteristiche e delle prestazioni richieste. Questo è importante perché influenza la quantità di energia necessaria per comprimere l'aria. Se il compressore è sovradimensionato, si rischia di sprecare molta energia (soprattutto se si sceglie un modello a velocità fissa). E questo aggiungerà molte spese non necessarie alla tua attività.
Se il compressore è sottodimensionato, d'altro canto, non sarà in grado di soddisfare le tue esigenze. Per questo motivo è importante prendere in considerazione qualsiasi espansione futura. Tenendo conto delle vostre future esigenze di aria compressa, potete evitare di dover acquistare nuovamente un altro compressore troppo presto.
Ma come dimensionare correttamente un compressore?
