Compressore d'aria a vite VSD a magnete permanente

La filosofia di controllo più comune impiegata con i compressori a vite è lo schema di controllo "carico-scarico". In questo schema, il motore del compressore funziona continuamente, ma può essere caricato (producendo aria) o scaricato, a seconda della pressione di scarico. Anche se un compressore a vite senza carico non produce aria compressa, il problema è che consuma comunque una notevole quantità di energia - secondo la mia esperienza, spesso > 30% della potenza richiesta quando è sotto carico. Far funzionare un compressore a vite senza carico per lunghi periodi di tempo è quindi inefficiente, poiché l'energia viene consumata senza alcun beneficio in termini di produzione di aria compressa.

Un compressore VSD modulerà la velocità delle viti e quindi il flusso d'aria, ma ciò avverrà solo quando la richiesta di aria oscilla a livelli inferiori alla capacità del compressore. La macchina quindi trascorre la maggior parte del tempo producendo aria (può anche scaricarsi o addirittura spegnersi a livelli di richiesta d'aria molto bassi) ma utilizzando meno energia di quella che sarebbe stata utilizzata con uno schema di controllo carico-scarico. Il flusso d'aria e la potenza richiesta sono proporzionali alla velocità del motore del compressore. La sostituzione di un compressore che trascorre tutto il suo tempo sotto carico con un compressore VSD di capacità equivalente non farà risparmiare energia, ma potrebbe effettivamente aumentare il consumo di energia, dato che ci sono perdite di energia attraverso il VSD stesso. Dovresti quindi diffidare delle affermazioni secondo cui un compressore VSD farà risparmiare energia quando non è stato valutato l'utilizzo della capacità del compressore esistente. NON ESISTE UN RISPARMIO ENERGETICO "STANDARD" ASSOCIATO AL CONTROLLO DEL COMPRESSORE VSD.

Oltre al potenziale risparmio energetico, i compressori VSD offrono ulteriori vantaggi. Generalmente possono essere utilizzati con ricevitori d'aria più piccoli: vedo molti siti in cui non viene utilizzato alcun ricevitore, anche se generalmente non lo consiglierei. La pressione di scarico può anche essere controllata a un livello costante, anziché dover fluttuare tra due pressioni, come richiesto per il controllo "carico-scarico". Questa pressione stabile può prolungare la vita delle apparecchiature, ridurre la propensione alle perdite e garantire un funzionamento più coerente dell'impianto.

Considerato tutto quanto sopra, sembrerebbe un caso aperto e chiuso implementare il controllo della velocità variabile in cui si dispone di un compressore a vite scarsamente caricato. Ma quale caricamento innescherebbe il passaggio al controllo VSD? È necessario effettuare questa revisione quantitativa caso per caso per prendere la decisione finale. È inoltre importante notare che il retrofit del VSD sui compressori esistenti non è consigliato e che la maggior parte degli OEM invaliderà la garanzia su una macchina con un VSD retrofittato. L'input che ho ricevuto dagli OEM è che le macchine VSD sono progettate per esserlo fin dall'inizio e che i gruppi vite delle macchine esistenti a velocità fissa, sebbene generalmente in grado di funzionare in un intervallo di velocità limitato, avranno una flessibilità ridotta rispetto a un'unità VSD, limitando così i potenziali risparmi. Passare al controllo VSD significa quindi in genere acquistare una macchina VSD sostitutiva e vendere la macchina a velocità fissa esistente, si spera a un valore equo. Nonostante il risparmio energetico, questo può essere un esercizio con uno scarso ritorno economico. Quindi quali sarebbero le nostre altre opzioni?

Un’opzione potrebbe essere quella di installare un sistema di recupero del calore sul compressore a velocità fissa invece di perseguire il controllo VSD. Con questo approccio, si recupererà una parte significativa (spesso > 80%) dell'energia immessa nel compressore, che potrà poi essere utilizzata per varie applicazioni, come il riscaldamento degli ambienti, il riscaldamento dell'acqua di processo o per riscaldare l'aria fornita a un forno o bruciatore. Questa è generalmente un'opzione molto più economica rispetto alla sostituzione del compressore con un compressore VSD, ma può essere perseguita solo se esiste un dissipatore di calore adatto. Ciò significa che, sebbene una filosofia di controllo del carico-scarico possa costare più del necessario in termini di utilizzo di energia per la produzione di aria compressa, è comunque possibile recuperare la maggior parte di questa energia. L'energia recuperata ridurrà la bolletta elettrica o potrà comportare una riduzione della domanda di vettori energetici diversi dall'elettricità, come il combustibile per caldaie o forni, a seconda dell'applicazione di riscaldamento. Gli aspetti economici necessitano di un’attenta considerazione quando il calore viene utilizzato per sostituire quello fornito da combustibili significativamente più economici dell’elettricità, come il carbone.