L’aria compressa è utilizzata praticamente in tutte le industrie per la sua versatilità e affidabilità.
La produzione di aria compressa è molto onerosa per un’azienda e pesa tra il 10% e il 30% dell’elettricità totale consumata.
Considerando il ciclo di vita di un compressore rotativo a vite, il costo dell’energia per il funzionamento supera di molto i costi del capitale iniziale e la manutenzione. Mentre il consumo elettrico è circa il 70% del totale, il costo di acquisto e quello di manutenzione si aggirano attorno al 30%.
Molti sistemi di aria compressa sono inefficienti e sprecano oltre il 30% di energia. Questo si riflette sia sui costi aziendali sia sull'inquinamento ambientale.
Una minore pressione dell’aria riduce significativamente l’energia elettrica richiesta dai compressori.
Basta pensare che adottando una riduzione di un solo bar nell’intero impianto di aria compressa, si raggiungono risparmi energetici fino al 7%.
Se alcune applicazioni richiedono un livello di pressione più elevato, può essere ragionevole installare un compressore elevatore (booster) per il fabbisogno del singolo punto di utilizzo, anziché far funzionare tutto l’impianto ad una pressione più elevata.
L'analisi degli assorbimenti elettrici è la fase che precede il progetto della centrale aria compressa. È utile in caso di variazione del fabbisogno di aria compressa o quando è necessaria una riprogettazione della sala compressori e dell’impianto di aria compressa.
L’analisi non deve limitarsi al solo compressore, ma includere tutti i dispositivi della centrale elettrica:
L’analisi deve prevedere una simulazione della configurazione della centrale di produzione, cercando di ottenere un compromesso tra risparmio e fattibilità.
Nel mondo industriale, i compressori a vite (con motore a velocità fissa, a variabile o a magneti permanenti) sono il prodotto più adatto. Per scegliere il giusto compressore bisogna conoscere il fabbisogno di aria compressa della produzione. I compressori a velocità variabile e i magneti permanenti sono la miglior soluzione in aziende con una domanda non costante, mentre un compressore a velocità fissa risponde a una domanda di aria compressa generalmente stabile.
In produzioni che richiedono un flusso variabile di aria compressa, passare a un compressore a velocità variabile permette un risparmio energetico del 35% che sale fino al 45% con un compressore a magneti permanenti.
La densità dell’aria è più bassa alle alte temperature, quindi occorre più energia per comprimere l’aria. Ogni 5°C di incremento nella temperatura dell’aria si ha una perdita di efficienza del 2%, alcuni accorgimenti sono utili per risparmiare:
Il compressore respira l'aria dell'ambiente in cui lavora, la polvere causa l’intasamento dei filtri. Ogni riduzione di pressione di tre mbar nel filtro di aspirazione causa un aumento del consumo energetico dell’1% circa.
Il radiatore deve essere pulito periodicamente per evitare surriscaldamenti.
Nell’aria ambiente sono presenti particelle solide, vapori d’olio (idrocarburi) e vapore d’acqua.
Le impurità vengono compresse, aumentando la concentrazione, ed entrano nel flusso d’aria.
Ogni processo necessità di un adeguato trattamento dell'aria compressa, secondo la normativa ISO 8573.1: 2010 che definisce le classi di qualità dell’aria.
L’aria compressa viene trattata solitamente con essiccatori (ne esistono di diverse tipologie in base alla qualità richiesta dall’applicazione: a refrigerazione, ad adsorbimento o a membrana) e i filtri (anche in questo caso ne esistono di diverso tipo, in base all’impurità da trattare: antiparticolato, a coalescenza o specifici per la rimozione di odori e vapori di olio).
È importante dimensionare il processo di trattamento aria considerando i momenti più gravosi nei quali lavora l'impianto. Ci sono essiccatori a basso impatto energetico (inverter), adatti a richieste d’aria variabili proprio come lavorano i compressori a velocità variabile, che consentono un risparmio ulteriore.
L’ottimizzazione energetica e il risparmio possono essere perseguiti anche attraverso la gestione del compressore e del sistema di produzione dell’aria compressa.
Con un recuperatore di calore è possibile riutilizzare fino all’80% dell’energia termica della compressione. Inoltre, ottimizza i consumi, riduce la spesa per l’energia, contribuisce a una produzione ecologica.
Il calore può essere riutilizzato per processi industriali, riscaldamento di ambienti e produzione di acqua calda.
Piccole differenze possono avere un grande impatto sui costi operativi e di produzione.
Le parti di ricambio e servizi originali sono la soluzione migliore e la più economica, per garantire l’efficienza e la durata del compressore.
Una manutenzione periodica assicura che il compressore e il sistema lavorino sempre in modo affidabile, evitando fermi per guasti inaspettati.
Le perdite sono un problema importante per l'impianto ad aria compressa. Il maggior potenziale di risparmio energetico può essere raggiunto controllando regolarmente il sistema. Grazie all'eliminazione delle perdite, è possibile risparmiare quasi il 30% del costo dell'aria compressa.
Cercare e riparare le perdite è una dei metodi per risparmiare più veloce e più economico.