Cosa sono i compressori d'aria? Tecnicamente, compressore d'aria sono macchine che convertono una forma di energia in un'altra forma, che può quindi essere immagazzinata e utilizzata in un secondo momento. Ma né quella breve spiegazione, né la descrizione più dettagliata di seguito, rendono giustizia a questa invenzione - e al suo profondo impatto sulle nostre vite.
Ecco perché, a livello non tecnico, la risposta alla domanda di cui sopra è "Le macchine che hanno cambiato il nostro mondo più di quasi ogni altra invenzione".
Quella che può sembrare un'iperbole è in realtà una descrizione molto accurata dell'impatto i compressori d'aria hanno avuto sulla nostra società, e in particolare sul settore industriale. In meno di 150 anni da quando l'ingegnere austriaco Viktor Popp costruì il primo impianto di compressione, aria compressa è diventato così indispensabile che ora è indicato come la "quarta utilità" insieme a elettricità, acqua e gas.
I numeri supportano questa dichiarazione audace. Si stima che il 10% di tutta l'elettricità consumata dall'industria manifatturiera venga utilizzata per l'aria compressa.
Per capire l'importanza di aria compressa - e i compressori che la generano - diamo prima un'occhiata più da vicino alla sua fisica. L'aria compressa è semplicemente aria normale che viene forzata in uno spazio molto più piccolo. Quando ciò accade, le sue molecole accelerano e si crea la cosiddetta “energia cinetica”. Quell'energia cinetica può essere utilizzata immediatamente oppure può essere immagazzinata e rilasciata in un secondo momento.
Uno dei motivi per cui l'aria compressa è diventata così indispensabile è la sua versatilità. Quasi tutti i settori si affidano in qualche modo all'aria compressa: dagli impianti di produzione alle automobili, alle navi e ai treni, dai cantieri agli ospedali, l'aria compressa viene utilizzata tutt'intorno.
Con così tante applicazioni diverse, ha anche senso che ci siano molti tipi diversi di compressori d'aria. Dopotutto, il compressore piccolo e silenzioso che alimenta un trapano da dentista non dovrebbe essere lo stesso del compressore industriale che fa funzionare un intero impianto di produzione.
Tuttavia, le numerose opzioni rendono anche difficile per i profani trovare il compressore adatto a loro. Per semplificare le cose, ecco una panoramica dei diversi tipi e tecnologie di compressori.
Per prima cosa, diamo un'occhiata a come funzionano i compressori. Esistono due principali tecnologie di compressione:
- Compressori volumetrici positivi avere una cavità riempita con aria normale (o un altro gas a pressione atmosferica). Quella cavità diventa quindi più piccola, il che significa che la stessa quantità di aria deve adattarsi a uno spazio più piccolo e la sua pressione e l'energia cinetica aumentano.
- Compressori dinamici ottenere l'aumento di pressione richiesto accelerando l'aria (o il gas) con una girante e poi rallentandola in un diffusore.
I compressori volumetrici positivi sono molto più utilizzati e sono dotati di diverse tecnologie per spostare l'aria. Compressori a pistoni utilizzare un movimento alternativo, compressori rotativi a vite un unico rotore e il più raramente utilizzato
ad esempio, sono macchine abbastanza semplici che sono poco costose da acquistare. Sono spesso la soluzione giusta per operazioni con una bassa richiesta di aria compressa.
I compressori rotativi a vite sono più avanzati e offrono un basso costo totale di proprietà. Sono più efficienti dal punto di vista energetico e possono produrre molta più aria compressa.
I compressori dinamici, invece, sono utilizzati principalmente per operazioni e applicazioni che richiedono volumi d'aria molto elevati.
Oltre al loro principio operativo , ci sono altre caratteristiche che determinano i punti di forza di un compressore e come può essere utilizzato al meglio.
A iniezione d'olio contro oil-free : Non tutte le applicazioni richiedono aria della massima qualità. Ad esempio, qualsiasi aria compressa è adatta per gonfiare un pneumatico, ma l'aria compressa che viene a contatto con prodotti farmaceutici o alimenti deve essere molto pulita e soddisfare normative rigorose. Il primo è chiamato "aria energetica" e il secondo "aria attiva". In generale, l'aria energetica deve essere meno pulita e un compressore a iniezione d'olio può portare a termine il lavoro. Sono più economici da acquistare e da utilizzare, ma l'aria che producono contiene tracce di olio.
Ciò li rende inadatti per applicazioni con aria attiva, che richiedono aria più pura. In tal caso, un compressore oil-free è una scelta molto migliore perché produce aria assolutamente pulita.
Compressori a pistoni monostadio o bistadio: Compressori a pistoni sono disponibili in due versioni e sono disponibili nei modelli a 1 stadio oa 2 stadi. Per piccoli lavori che non richiedono un'alimentazione d'aria continua, andrà bene una versione a 1 stadio meno costosa. Tuttavia, per azionare utensili ad alta potenza e garantire un'alimentazione continua di aria compressa, un pistone a 2 stadi è probabilmente una soluzione migliore.
Trasmissione a cinghia contro trasmissione diretta: I compressori a cinghia sono una scelta migliore quando l'affidabilità, la facilità d'uso, l'economicità e la potenza contano di più. Se le applicazioni richiedono che il compressore regoli velocità e potenza, tuttavia, di solito è preferibile un azionamento diretto.
Azionamento a velocità fissa contro velocità variabile : Mentre le sue numerose applicazioni e l'uso diffuso sono una delle ragioni principali per cui l'aria compressa (e la sua generazione) rappresenta una quota così ampia di tutta l'energia consumata dal settore industriale, c'è un altro fattore: ci vuole molta energia per comprimere l'aria. Tanto, infatti, che, nel corso della vita di un compressore, i costi energetici costituiscono la maggior parte del suo costo totale di proprietà.
Come indica il nome, i modelli a velocità fissa hanno solo una velocità. Funziona bene per applicazioni o operazioni che richiedono un flusso d'aria costante (ovviamente, la potenza del compressore dovrebbe comunque essere adattata alla domanda per non sprecare energia).
Tuttavia, è molto inefficiente se un sito di produzione ha una domanda d'aria fluttuante. In quei casi, i compressori a velocità variabile sono un'opzione molto migliore. Il loro prezzo iniziale è più alto ma, poiché consumano molta meno energia adattando la velocità del compressore alla richiesta d'aria, sono molto più efficienti e offrono un costo di proprietà notevolmente inferiore.
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