Impianti per Aria Compressa
Definizione    

L’aria compressa è costituita semplicemente da aria atmosferica compressa, cioè ridotta di volume con un compressore ed immagazzinata in un serbatoio in pressione, oppure utilizzata subito. Ha utilità in molteplici settori principalmente in quello industriale.
Un impianto di generazione dell’aria compressa è composta da una serie di elementi che nell’insieme producono un’aria sufficientemente pulita per un uso industriale “normale”.

 
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Il Compressore
 

Il compressore è una macchina operatrice che innalza la pressione di un gas, in questo caso l’aria, mediante l’impiego di energia meccanica.
Il compressore si distingue dalla pompa in quanto agisce di fatto su un fluido definito comprimibile.

Compressori alternativi o a pistoni
I compressori alternativi sono macchine che sfruttano il lavoro svolto da un motore a movimento alternativo per aumentare la pressione di un gas, generalmente sono utilizzati soprattutto nella compressione dell'aria, ma anche per applicazioni di processo (cioè per comprimere gas diversi dall'aria). Sono adatti per impianti in cui i volumi di aria compressa richiesti sono piccoli.

Compressore a vite
Quando è necessaria aria compressa in continuo, i compressori a vite rappresentano la soluzione ottimale. I compressori a vite sono silenziosi, il 30% più efficienti rispetto ai compressori a pistone e sono molto più duraturi grazie alla riduzione delle vibrazioni e al minore numero di parti in movimento.

Il filtro di aspirazione
È posto all’inizio dell’impianto di compressione, tutta l’aria che viene aspirata dal compressore passa attraverso il filtro di aspirazione. E’ necessario per eliminare particelle di sporco e di umidità presenti naturalmente nell’aria e quindi per garantire una
maggiore durata del compressore.

 

Il serbatoio ha tre finalità garantire una erogazione continuativa dell’aria compressa, in caso di uso frequente dell’aria permettere al compressore di spegnersi, consente all’aria accumulata all’interno del serbatoio di raffreddarsi.  Specifiche valvole consentono di espellere l’acqua depositata sul fondo.

Il filtro disoleatore
Serve per ripulire l’aria dall’olio che si è accumulato nel processo di compressione. La maggior parte dei compressori venduti lubrificano le parti in movimento a diretto contatto con l’aria, con olio.
Essiccazione dell’aria
Il vapore acqueo presente nell’aria è pericoloso per cilindri, valvole, utensili pneumatici, ... perchè può provocare corrosione. Esistono diversi sistemi per eliminarlo:
Essiccatori ad assorbimento
Contengono dei materiali che efficacemente assorbono l’umidità presente nell’aria. Il materiale deve essere sostituito periodicamente.
Essiccatori ad adsorbimento
In questo genere di essiccatori l’aria passa attraverso un gel che trattiene l’umidità dell’aria. Caratteristica peculiare degli essiccatori ad adsorbimento è che il gel può essere essiccato e quindi riutilizzato.

I refrigeratori
L’aria in uscita dal compressore è calda e poiché la quantità di vapore acqueo presente in un metro cubo di aria è funzione solo della temperatura ed è indipendente dalla pressione è possibile ridurre l’umidità diminuendo la temperatura al di sotto del punto di rugiada.
Se questa aria satura si immette nell’impianto di distribuzione, raffreddandosi, produce condensa, pericolosa per gli strumenti pneumatici che la utilizzano.  Possono essere di due tipi: • a circolazione d’acqua • a circolazione d’aria

Filtro in uscita
Il separatore è necessario per eliminare i residuati di olio lubrificante, di condensa e di polveri dopo il compressore e l’eventuale refrigeratore.
Il gruppo FRL
Il gruppo FRL formato dal complesso Filtro - Riduttore - Lubrificatore spesso viene installato nei punti di utilizzo finali dell’aria compressa.
Filtraggio e la separazione fine
Il filtraggio e la separazione fine è effettuata nel posto di utilizzo. E’ necessaria in particolare per eliminare l’umidità dell’aria compressa ma anche per fermare le impurità prelevate dall’aria compressa nella rete stessa e quelle dovute all’aspirazione da parte del compressore.
Il riduttore
Il riduttore riduce la pressione di uscita dell’aria ad un livello inferiore a quella d’entrata tarabile attraverso l’apposita manopola e quindi regola la pressione di utilizzo.
Il lubrificatore
Il lubrificatore serve per lubrificare l’aria compressa ed impedire che gli strumenti pneumatici si usurino e le loro parti interne si ossidino. Lavorano, nella
maggioranza dei casi in base al principio di Venturi. Funzionano quindi creando una depressione, utilizzando l’aria compressa, all’interno di una cannula e nebulizzando l’olio aspirato.

Costi di esercizio
L’aria compressa è prodotta da un compressore, generalmente elettrico. Nell’industria europea il 3% del consumo di elettricità totale è destinato alla produzione di aria compressa. Il consumo di elettricità, cioè l’energia apportata, rappresenta circa il 70% dei costi totali per la produzione di aria compressa in un periodo di dieci anni. Le altre voci di spesa sono principalmente costi di investimento, assistenza e manutenzione. Considerando che buona parte dell’energia apportata si disperde sotto forma di perdite, riscaldamento e consumi a vuoto, l’ottimizzazione dell’impianto ad aria compressa offre un elevato potenziale di risparmio. Durante il normale funzionamento di un impianto ad aria compressa, è normale registrare perdite del 20 - 50%.
Quanto costa l’aria compressa
Un metodo semplice è calcolare quanta energia (elettricità) consuma il compressore in un determinato periodo di tempo e quanta aria compressa è stata erogata nello stesso periodo. Per misurare la quantità di aria compressa prodotta si utilizza un misuratore di flusso. In tal modo è possibile calcolare quanti kWh ha impiegato l’impianto per produrre 1 Nm³/h di aria. Conoscendo il costo applicato dalla società di distribuzione dell’energia elettrica per 1 kWh si può calcolare il costo di esercizio per 1 Nm³/h di aria compressa. In questo modo, però, non si tiene conto dei costi di investimento e manutenzione dell’impianto ad aria compressa. Per proseguire e valutare le diverse utenze di aria compressa dell’impianto è necessario misurare il consumo di aria nei diversi punti dell’impianto. Questa operazione è un po’ più complessa in quanto occorre collegare un’attrezzatura esterna (misuratore di flusso) per conoscere esattamente quanta aria compressa è utilizzata nei singoli punti.