Compressori a Vite PM VSD a Due Stadi a Raffreddamento ad Olio FPM+-T

Il consumo energetico dell'aria compressa deriva in sostanza dal fatto stesso di "comprimere il gas fino alla pressione obiettivo". Nella compressione monostadio l'intero rapporto di compressione grava in una sola volta su una coppia di rotori: il processo di compressione ha un aumento di temperatura rapido e un rapporto di compressione monostadio elevato, e anche il riflusso di gas tra i rotori (fughe interne) aumenta, limitando l'efficienza. Più grande è la potenza, più evidente è questo problema.

Il compressore a vite a magneti permanenti con raffreddamento a olio e inverter ESSENCE FPM+-T a compressione a due stadi risolve questo problema con l'idea della "compressione a stadi". Copre tre modelli, FPM+55A/W-*T, FPM+75A/W-*T e FPM+90A/W-*T, con potenza 55–90 kW, pressione di esercizio 0,7–1,25 MPa e portata 3,76–20,80 m³/min, con avviamento a magneti permanenti con inverter e trasmissione a giunto.

Compressione a due stadi: dividere una compressione in due

La cosiddetta compressione a due stadi consiste nel suddividere il processo di compressione dell'aria in due fasi, con un raffreddamento tra l'una e l'altra. I vantaggi si possono scomporre in tre punti:

• Riduzione del rapporto di compressione per stadio: ogni stadio sopporta un salto di pressione minore e il carico sui rotori è più equilibrato;
• Raffreddamento tra gli stadi: il gas ad alta temperatura compresso viene prima raffreddato e poi entra nel secondo stadio; la temperatura di ingresso del secondo stadio è più bassa e il processo di compressione più vicino all'isoterma;
• Riduzione delle fughe interne: con la diminuzione del rapporto di compressione monostadio, cala anche il riflusso di gas tra i rotori e la portata utile aumenta.

In altre parole, la compressione a due stadi non è "una lavorazione in più", ma un modo più delicato di compiere la stessa cosa, recuperando quella parte di efficienza che altrimenti andrebbe perduta tra alte temperature e riflussi.

Motore a magneti permanenti raffreddato a olio: risolvere in anticipo il timore delle alte temperature

Il FPM+-T adotta l'avviamento a magneti permanenti con inverter e un progetto a raffreddamento a olio. Il motore a magneti permanenti è piuttosto sensibile alla temperatura: se resta a lungo in ambiente ad alta temperatura, efficienza e affidabilità possono risentirne. Il raffreddamento a olio serve a mantenere l'aumento di temperatura del motore entro un intervallo ragionevole, così che i vantaggi della trasmissione a magneti permanenti si esprimano in modo stabile nel funzionamento continuo prolungato.

Insieme alla regolazione a inverter, il regime del gruppo può variare con il consumo d'aria: quando si consuma poca aria il regime e i consumi calano, quando se ne consuma molta il regime sale e la portata segue, evitando lo spreco a vuoto della modalità "carico/scarico" dei compressori a velocità fissa.

Dimensioni e peso: aspetti da chiarire prima dell'installazione

A differenza dei gruppi di piccole dimensioni, i modelli da 55 kW in su richiedono una pianificazione anticipata già in fase di installazione. I tre modelli FPM+-T hanno un peso netto rispettivamente di 2350 kg, 2520 kg e 2950 kg e dimensioni (lunghezza × larghezza × altezza) di 2250×1344×1694 mm, 2250×1344×1694 mm e 2300×1450×1750 mm.

Ciò significa che portata delle fondazioni, vie di accesso e condizioni di sollevamento vanno verificate prima dell'acquisto. I tre modelli hanno un ingombro simile, ma il modello da 90 kW è leggermente maggiore in lunghezza, larghezza, altezza e peso: la soluzione di disposizione va calcolata sul modello reale, non stimata sul valore minimo della serie. Questi dettagli apparentemente estranei alle prestazioni sono proprio la chiave per una corretta messa in opera dell'apparecchiatura.

Tre modelli, una scala di potenza compatta

Le taglie di potenza del FPM+-T sono 55, 75 e 90 kW, nei modelli FPM+55A/W-*T, FPM+75A/W-*T e FPM+90A/W-*T. Prendendo 0,8 MPa come esempio, le portate dei tre modelli sono, nell'ordine, 4,80–12,00, 6,60–16,50 e 8,00–20,00 m³/min, con un salto piuttosto uniforme tra taglie adiacenti.

Questa impostazione di modelli "pochi e precisi" corrisponde a condizioni obiettivo ben definite: la potenza concentrata tra 55 e 90 kW è proprio l'intervallo di potenza del gruppo principale di molte centrali d'aria di fabbriche di medie dimensioni. Invece di dispiegare una lunga serie di modelli, conviene consolidare bene ogni taglia di potenza in questo intervallo: è anche un approccio prodotto tipico dei modelli a compressione a due stadi.

Specifiche tecniche

Prendendo il modello da 90 kW come esempio, la portata è 8,32–20,80 m³/min a 0,7 MPa, 8,00–20,00 m³/min a 0,8 MPa, 6,76–16,90 m³/min a 1,0 MPa e 5,84–14,60 m³/min a 1,25 MPa. Anche in questo caso la portata diminuisce al crescere della pressione, e la logica di selezione è la stessa dei modelli monostadio: prima la pressione, poi la portata.

A quali utenti è adatto

• Fabbriche medio-grandi con funzionamento continuo prolungato: le differenze di efficienza si amplificano nel lungo periodo;
• Situazioni con incidenza elevata della bolletta elettrica e obiettivi di risparmio energetico chiari: compressione a due stadi e regolazione a inverter agiscono insieme sul costo di esercizio;
• Linee con consumo d'aria molto variabile: i magneti permanenti con inverter fanno variare l'alimentazione con la domanda;
• Progetti nuovi o di revamping con possibilità di pianificare bene l'installazione: peso e dimensioni del gruppo vanno inseriti in anticipo nella soluzione di disposizione.

Consigli di selezione

1. Confermare prima il livello di pressione: la differenza di portata tra i vari livelli da 0,7 a 1,25 MPa è netta, quindi va preso il valore corrispondente all'esigenza reale;
2. Verificare le condizioni di installazione: confermare in anticipo portata delle fondazioni, vie di accesso e soluzione di sollevamento;
3. Valutare il beneficio dell'inverter: più il consumo d'aria è variabile, più spiccata è la convenienza della regolazione a inverter;
4. Inserire trattamento a valle e tubazioni nel progetto complessivo: l'uscita è G2 e flangia quadra DN80, quindi il diametro delle tubazioni deve corrispondere al gruppo.

Conclusione

Il valore della compressione a due stadi non sta in una riga in più nella tabella dei parametri, ma nel fatto che riduce le perdite di energia partendo dal principio stesso della compressione. Per i gruppi medio-grandi da 55 a 90 kW in funzione continua tutto l'anno, questa efficienza "risparmiata all'origine" è più diretta di qualsiasi rimedio a posteriori.

Per apparecchiature di questo tipo, destinate a un funzionamento continuo prolungato, ogni chilowattora risparmiato si accumula nel tempo in una differenza considerevole: è anche questa una ragione per guardare con chiarezza al principio in fase di selezione.