Oggi le aziende sono alla ricerca di metodologie di produzione sostenibili e stanno adottando processi e tecniche che riducono al minimo gli impatti ambientali negativi risparmiando energia. Le aziende manifatturiere in settori come quello farmaceutico, automobilistico, alimentare e delle bevande, tessile de altri stanno optando per soluzioni efficienti dal punto di vista energetico con bassi costi operativi, puntando ad un'elevata produttività.

Diversi settori sono popolati da molteplici e varie applicazioni pneumatiche che richiedono un flusso d'aria specifico (m3/min). La scelta di un sistema d’ aria compressa adatto è fondamentale per garantire che il compressore d'aria soddisfi le esigenze di portata d'aria e pressione delle applicazioni pneumatiche, garantendo al contempo prestazioni ottimali.

I Clienti possono scegliere tra l'ampia gamma di compressori d'aria ELGi dotati o meno di azionamento a frequenza variabile in base alla variazione della richiesta d'aria, per le loro esigenze industriali. Nel caso di un compressore d'aria a velocità fissa, il compressore funziona alla stessa velocità, consumando la potenza fissa per la richiesta d'aria. Il motore elettrico funziona alla massima velocità costante indipendentemente dal fabbisogno di aria compressa. D'altra parte, il compressore d'aria con azionamento a frequenza variabile può regolare automaticamente la velocità tra la sua portata minima e massima, garantendo che la produzione di aria compressa soddisfi la richiesta d’ aria compressa e successivamente consumi molta meno energia a regime di bassa richiesta d’aria.

Panoramica delle tecnologie a velocità fissa e variabile

Esistono due tipi principali di controllo della velocità per i motori elettrici: velocità fissa e velocità variabile. Velocità fissa significa che il motore funzionerà a velocità costante, indipendentemente dal carico o dalla richiesta. Questo è il tipo più comune di controllo della velocità utilizzato nelle applicazioni che richiedono velocità costante. Velocità variabile significa che il motore regolerà la sua velocità in base al carico o alla richiesta. VFD è utile nelle applicazioni in cui l'efficienza energetica è una priorità, garantendo al contempo che l'aria compressa generata soddisfi il fabbisogno dell'applicazione finale. Nei modelli di compressori lubrificati a olio e oil-free, gli azionamenti a frequenza variabile sono comunemente utilizzati nei compressori d'aria rotativi avite.

Esistono diversi modi per ottenere un controllo fisso della velocità. Uno di questi è il controllo start/stop. In questo caso, un pressostato invia un segnale in modo che il compressore si avvii quando la pressione scende al di sotto del valore richiesto e si arresti quando il valore raggiunge il valore massimo impostato. Il compressore funziona quindi a pieno carico o non funziona affatto.

Un'altra opzione è il controllo di carico/scarico. Il controllo di carico/scarico viene spesso utilizzato in applicazioni di aria compressa di medie dimensioni con ore di funzionamento più elevate. Invece di arrestare il motore del compressore, il compressore viene messo a vuoto, il che significa che non viene fornito alcun flusso d'aria, solo una piccola quantità di aria per mantenerlo in funzione. In modalità di scarico, il compressore consuma circa il 30% del consumo a pieno carico senza fornire alcun flusso d'aria. Questo per garantire che il compressore possa essere utilizzato in qualsiasi momento a pieno carico.

L'ultima opzione è la modulazione, ideale per una variazione limitata del flusso di aria compressa. La valvola d’aspirazione in ingresso può modulare il flusso in base alla pressione del sistema di aria compressa. La strozzatura o la chiusura della valvola d’ aspirazione comporta una riduzione del flusso di aria compressa del compressore. Il compressore può quindi regolare il flusso dal 100% a circa il 50% della capacità nominale. In caso di una domanda inferiore, il compressore passerà al controllo di carico/scarico.

Pro e contro dei compressori d'aria a velocità fissa e frequenza variabile

I compressori d'aria a velocità fissa forniscono un flusso d'aria massimo costante. Pertanto, sono vantaggiose per le applicazioni che hanno requisiti di flusso d'aria costanti e continui per le attività di produzione. Gli azionamenti a velocità fissa sono in genere più facili da manutenere e affidabili in quanto richiedono meno raffreddamento. Tuttavia, i compressori d'aria a velocità fissa sono meno efficienti nei momenti in cui la domanda di aria compressa è inferiore in quanto non possono regolare la velocità come compressori d'aria a frequenza variabile.

I compressori d'aria a velocità variabile sono adatti per esigenze di flusso d'aria variabili. Un compressore a velocità variabile è ideale per le fluttuazioni delle richieste d'aria tra la capacità minima e massima della portata d'aria del compressore. I compressorid'aria VFDregolano la velocità del motore e assicurano che il compressore non consumi energia in eccesso funzionando alla massima capacità. I compressori d'aria con VFD possono risparmiare significativamente sui costi energetici rispetto alle unità a velocità fissa.

Perché la velocità variabile non è sempre la scelta giusta

Sebbene un compressore con azionamento a velocità variabile possa essere più efficiente dal punto di vista energetico rispetto a un compressore d'aria a velocità fissa, non è sempre la scelta giusta. Un compressore con azionamento a velocità variabile comporterà una perdita di efficienza del 2-4% nelle applicazioni in cui la richiesta d'aria è costante. Inoltre, il sistema di azionamento a velocità variabile può comportare costi di manutenzione più elevati. Per questi motivi, un compressore a velocità fissa è solitamente la scelta migliore nelle applicazioni in cui la richiesta d'aria è costante.

Quando l'azionamento a velocità variabile è la scelta giusta e perché?

La scelta di un compressore d'aria a frequenza variabile dipende dalla richiesta del flusso d'aria (m3/min) dell'applicazione finale. I compressori d'aria con azionamento a frequenza variabile sono più appropriati quando l'applicazione finale ha esigenze di portata d'aria variabili e un ciclo di lavoro irregolare. I sistemi per aria compressa ELGi con VFD possono funzionare a varie velocità per soddisfare le esigenze d’ aria compressa dell'applicazione, risparmiando notevoli costi energetici. Inoltre, il compressore d'aria a frequenza variabile può essere avviato e arrestato secondo necessità, riducendo ulteriormente il consumo energetico.

I VFD sono comunemente utilizzati nei compressori d'aria rotativi a vite lubrificati a olio o oil-free per controllare la velocità del motore, che a sua volta influisce sulla quantità di aria erogata dal compressore d'aria. La riduzione della velocità del motore consente ai VFD di ridurre lo spreco di energia nei compressori d'aria a vite.

Perché il dimensionamento dei compressori rimane importante?

Con così tante tecnologie di compressione dell'aria oggi sul mercato, la scelta giusta per la vostra produzione può essere ponderata e approfondita. Quando si sceglie un compressore d'aria, la valutazione del tipo di carico è fondamentale. Una volta effettuata la scelta del compressore d'aria per la vostra struttura, alcune considerazioni chiave sono il ciclo di lavoro, la pressione di esercizio e la richiesta di portata d'aria.

Ecco alcuni punti da considerare quando si sceglie un compressore d'aria adatto per la propria attività.

Requisiti di portata d'aria: La portata d'aria è il volume d'aria prodotto dal compressore d'aria ad una certa pressione in un determinato periodo di tempo. Prima della scelta del compressore, è fondamentale determinare la frequenza con cui è necessario eseguire le attività o il numero di attività eseguiti contemporaneamente per calcolare la portata d'aria totale richiesto per tutte le applicazioni pneumatiche. La scelta di un compressore d'aria sottodimensionato significherebbe che il compressore d'aria non può fornire il flusso e la pressione richiesti per le applicazioni pneumatiche che potrebbero causare problemi nella linea di produzione.

Requisiti di pressione: La pressione (barg) è la forza richiesta per eseguire un compito in un dato momento. È ideale selezionare il compressore in base alla pressione di esercizio necessaria per azionare le applicazioni pneumatiche. Se un compressore d'aria funziona a una pressione superiore a quella richiesta, consumerà molta più energia per ottenere quella pressione nominale aggiuntiva.

Ciclo dilavoro: Il duty cycle si riferisce al ciclo di funzionamento o al tempo in cui il compressore funziona per fornire aria compressa a una pressione costante e a una portata specifica. Questo è uno dei parametri critici che aiuta a decidere se è necessario un azionamento a velocità fissa o un azionamento a frequenza variabile (VFD).

Inoltre, consigliamo di condurre un audit dell'aria ELGi con uno dei nostri esperti di aria compressa per determinare il compressore d'aria giusto per la vostra applicazione ed i vostri requisiti.

Perché scegliere i compressori d'aria con azionamento a frequenza variabile ELGi?

Ecco alcuni motivi per prendere in considerazione i compressori d'aria ELGi con azionamento a frequenza variabile per le vostre applicazioni:

Efficienza energetica: Nei compressori d'aria ELGi con azionamento a frequenza variabile, la velocità del motore è regolata, garantendo la produzione della portata d'aria richiesta senza sprechi di energia. Il compressore d'aria VFD offre grandi vantaggi alle industrie e alle applicazioni con esigenze di flusso d'aria variabili (m3/min).

Tempo di operatività elevato: La regolazione della fornitura di aria compressa aiuta a ottimizzare il sistema dell'aria compressa e riduce le possibilità di usura delle apparecchiature, offrendo così tempi di attività più elevati.

Il consumo energetico rappresenta fino al 75% del costo totale del ciclo di vita di un compressore d'aria ed è un fattore significativo nella gestione dei costi operativi. Le organizzazioni di tutto il mondo sono alla ricerca di modi per ridurre al minimo i costi operativi per rimanere redditizi e ridurre il loro impatto sull'ambiente. I compressori d'aria abilitati all'azionamento a frequenza variabile (VFD) offrono l'opportunità alle aziende manifatturiere e di servizi alla ricerca di soluzioni efficienti dal punto di vista energetico e di elevata redditività per ottimizzare significativamente la produttività e il consumo energetico.

ELGi offre ai propri clienti un'ampia gamma di soluzioni per l'aria compressa, dai compressori d'aria rotativi a vite a velocità fissa ai compressori rotativi a vite all'azionamento a frequenza variabile, a seconda delle esigenze dell'applicazione finale.

I nostri esperti di aria compressa possono aiutarvi a scegliere il compressore d'aria giusto per la vostra applicazione. Contattaci al [email protected].

Domande frequenti (FAQ)

Come posso verificare il potenziale di risparmio energetico attraverso un azionamento a frequenza variabile (VFD)?

Ogni compressore d'aria è dotato di un controller. Questo controller mostra le ore di funzionamento e le ore di carico e scarico. Se i dati mostrano che le ore di scarico sono pari al 15-20% delle ore totali di funzionamento, esiste un potenziale significativo per risparmiare energia attraverso un VFD.

Come posso identificare il compressore d'aria necessario per il retrofit VFD?

Se si utilizza un solo compressore d'aria per fornire il flusso d'aria secondo la richiesta, il VFD può essere adattato allo stesso compressore (se è stato identificato il potenziale di risparmio). Considerando che, se la vostra struttura ha impiegato più compressori d'aria per supportare la richiesta di flusso d'aria (m3/min), verificate i requisiti di carico di base e di trim load per scegliere il miglior compressore possibile per il retrofit. ELGi offre consulenza tecnica per identificare potenziali risparmi nel tuo , sistemaad aria compressa e contatta i nostri esperti.

Come si confermano i requisiti di carico di base e di trim load di un compressore d'aria rotativo a vite?

Il metodo migliore per accertare i requisiti di carico di base e di trim load di un compressore d'aria rotativo a vite è quello di condurre un audit energetico da parte di un esperto d'aria compressa qualificato ELGi. Ti aiuteranno nella misurazione accurata della domanda di carico di base e trim.

Cosa succede se installiamo un VFD per i requisiti di carico di base?

L'installazione di un VFD per il solo carico di base, non offrirà alcun risparmio energetico poiché il carico di base non precede alcun ciclo di scarico. Una macchina alimentata da VFD consumerà circa il 103% a pieno carico (3% di perdite VFD). Quindi non ci sarà alcun risparmio.