Serbatoi d'aria compressa

Cosa fa davvero un serbatoio d'aria compressa?

L'accumulo è solo una parte del lavoro. Un serbatoio d'aria svolge quattro funzioni in un impianto ad aria compressa, e ciascuna incide su dimensionamento e specifica.

Stabilizzazione della pressione. La domanda di aria compressa è raramente costante. Le macchine partono e si fermano, gli utensili entrano in funzione nei turni di punta e alcuni processi assorbono picchi improvvisi. Il serbatoio assorbe queste oscillazioni così la pressione a valle resta stabile. Il compressore non deve più reagire a ogni variazione della domanda.

Protezione del compressore. Ogni avviamento sotto carico sottopone il compressore a stress meccanico. Un serbatoio ben dimensionato riduce il numero di cicli di avvio e arresto. Meno avviamenti a freddo significano un compressore che dura di più, consuma meno energia e richiede meno manutenzione nel corso della sua vita.

Separazione della condensa. Quando l'aria compressa si raffredda nel serbatoio, il vapore acqueo condensa e precipita. Il serbatoio funziona da primo stadio di separazione e alleggerisce il carico di umidità su filtri ed essiccatori a valle. Lo scarico della condensa diventa quindi un componente attivo del serbatoio. Vale la pena specificare uno scaricatore automatico, e ne esistono due tipi. Gli scaricatori temporizzati aprono a intervalli fissi, che ci sia condensa o no: sprecano aria se l'intervallo è troppo lungo e lasciano acqua se è troppo corto. Gli scaricatori a galleggiante (a perdita zero) aprono solo quando la condensa è effettivamente presente, risultando più precisi ed economici da gestire.

Polmone per i picchi di domanda. Quando la domanda istantanea supera quanto il compressore può erogare, il serbatoio copre la differenza. È decisivo negli stabilimenti con consumi variabili o ciclici, come le linee alimentari, automotive e farmaceutiche, dove un picco breve non deve far crollare la pressione dell'intero impianto.

Serbatoio umido o serbatoio secco: quale serve?

La posizione del serbatoio nell'impianto ne determina la funzione. In molti stabilimenti la risposta è: uno di ciascuno.

Un serbatoio umido è posto tra il compressore e l'essiccatore. Riceve l'aria calda e carica di umidità direttamente dal compressore e le dà il tempo di raffreddarsi e depositare il grosso della condensa prima che raggiunga l'essiccatore. Questo protegge l'essiccatore e lo fa lavorare con maggiore efficienza. Il rovescio della medaglia è la corrosione: l'umidità stagnante aggredisce le pareti se lo scarico non è gestito.

Un serbatoio secco è posto dopo l'essiccatore e la filtrazione. Accumula aria pulita e trattata, pronta all'uso senza ulteriore condizionamento. Nei picchi di domanda è questo il serbatoio che mantiene la pressione stabile senza spingere altro carico attraverso l'essiccatore.

Per la maggior parte degli impianti industriali, la soluzione migliore è averli entrambi: un serbatoio umido più piccolo a monte e un serbatoio secco più grande a valle. Il serbatoio umido protegge l'essiccatore ed elimina il grosso dell'acqua; quello secco fornisce aria pulita e una vera capacità di riserva.

Verticale o orizzontale: quale orientamento scegliere?

I serbatoi verticali sono la scelta abituale nelle sale compressori industriali. Occupano meno superficie a pavimento, un vantaggio quando lo spazio è poco. La gravità inoltre convoglia la condensa verso il punto di scarico alla base, così l'acqua ristagna meno contro la parete. Per la maggior parte degli acquirenti, il verticale è la scelta predefinita e quella giusta.

I serbatoi orizzontali sono adatti a siti con altezza limitata. Si integrano anche più facilmente nei gruppi compressori su skid o montati su serbatoio. Gli svantaggi sono un ingombro maggiore e un drenaggio naturale leggermente inferiore. Attualmente Edmac non offre serbatoi orizzontali.

I modelli verticali standard vanno da 100 a 1.000 litri, con pressioni di esercizio fino a 11 bar. Serbatoi più grandi sono disponibili su ordinazione per impianti ad alta domanda.

Materiale e finitura. La maggior parte dei serbatoi standard è in acciaio al carbonio con rivestimento protettivo interno ed esterno, adatto all'aria industriale generica. Dove l'aria deve essere ad alta purezza, o l'ambiente è corrosivo o soggetto a lavaggi frequenti (comune nei settori alimentare, farmaceutico e marino), l'acciaio inox resiste alla corrosione molto meglio e dura più a lungo. Finitura esterna e rivestimento possono essere specificati in base all'installazione.

Dimensionare un serbatoio d'aria: come farlo bene

Il sottodimensionamento è uno degli errori più comuni e più costosi in fase d'acquisto. Un serbatoio troppo piccolo costringe il compressore a ciclare di continuo. Questo fa salire i costi energetici e accelera l'usura.

La regola pratica più citata è di circa 5 litri di capacità per kW di potenza del compressore. Considerate quel valore come una soglia minima. Si colloca nella fascia bassa delle indicazioni pubblicate; altre fonti indicano da 6 a 10 litri per kW, ovvero circa 10-15 litri per CFM, e gli impianti con domanda variabile o discontinua dovrebbero stare ben al di sopra. I fattori che determinano il volume reale sono la portata del compressore (litri al minuto o m³/ora), la pressione di esercizio dell'impianto, l'intensità e la frequenza dei picchi di domanda, la capacità dell'essiccatore e il ciclo di lavoro. Le applicazioni ad alta frequenza di ciclo richiedono più riserva, punto.

In caso di dubbio, scegliete la taglia superiore. La differenza di prezzo tra una taglia di serbatoio e la successiva è piccola. Il costo lungo la vita di un impianto sottodimensionato non lo è: lo si paga in energia, manutenzione e usura del compressore.

Dimensionamento avanzato: serve più precisione di una regola pratica?

La regola dei 5 litri/kW è un minimo sicuro per l'uso generale. Se il vostro impianto ha domanda variabile, tolleranze di pressione strette o picchi frequenti, un calcolo rigoroso parte da tre dati:

• Portata d'aria libera (FAD) del vostro compressore
• Banda di pressione: lo scarto tra pressione di attacco e di stacco che il vostro impianto può tollerare
• Durata del picco di domanda: per quanto tempo un picco deve essere sostenuto prima che il compressore recuperi

Questi tre valori determinano la capacità effettivamente utilizzabile, che è diversa dal volume nominale. La regola pratica è un buon punto di partenza, ma non può modellare il vostro profilo di domanda reale.

Parlate con i nostri specialisti e dimensioneremo il serbatoio sulla curva di domanda del vostro impianto, non solo sulla potenza del compressore. Contattate i nostri specialisti commerciali per un calcolo basato sul vostro profilo di domanda.

Conformità e sicurezza: cosa verificare

I serbatoi d'aria compressa sono attrezzature a pressione e quindi regolamentate. Esercire un serbatoio non conforme comporta conseguenze reali per la sicurezza e per la copertura assicurativa.

Ogni serbatoio conforme deve avere: una valvola di sicurezza tarata alla pressione massima ammissibile (PS / MAWP) o al di sotto; un manometro dimensionato ad almeno 1,5 volte la pressione di esercizio; uno scarico nel punto più basso, idealmente automatico a galleggiante (a perdita zero); e una targa con pressione nominale, capacità, numero di serie e dati di certificazione.

Non acquistate mai un serbatoio non certificato per uso industriale. Il risparmio immediato non vale la responsabilità. Se non siete sicuri di quale serbatoio soddisfi i vostri requisiti, contattate i nostri specialisti commerciali.

Domande e risposte: le domande più frequenti sui serbatoi d'aria compressa

• Ogni quanto va ispezionato un serbatoio d'aria compressa?

  In Italia i serbatoi in pressione sono soggetti alle verifiche periodiche previste dal D.M. 329/2004 e dal D.Lgs. 81/2008: la periodicità dipende dalla categoria dell'attrezzatura e le verifiche sono svolte da INAIL, ASL/ARPA o da soggetti abilitati. I serbatoi esposti a forte umidità o a cicli di lavoro gravosi vanno controllati più spesso. Mantenete accessibile il passo d'uomo vicino alla base e definite il calendario delle verifiche con l'ente incaricato o il vostro assicuratore.

• Cosa causa la corrosione interna e come la prevengo?

  La condensa. L'acqua che ristagna nel serbatoio, soprattutto in un serbatoio umido, aggredisce l'acciaio al carbonio dall'interno. La soluzione è uno scarico costante. Uno scaricatore a galleggiante (a perdita zero) apre non appena c'è condensa, così nulla dipende dalla memoria di un operatore. L'ispezione interna regolare durante le verifiche programmate individua la corrosione prima che diventi strutturale. Per rischi di corrosione elevati, i nostri serbatoi in acciaio inox resistono molto meglio e durano più a lungo.

• Posso usare un serbatoio Edmac con qualsiasi marca di compressore?

  Sì. I serbatoi d'aria Edmac sono attrezzature a pressione autonome, compatibili con gli impianti ad aria compressa di tutti i principali costruttori di compressori. Ciò che conta è dimensionare il serbatoio sulla portata e sulla pressione di esercizio del vostro compressore; la marca non c'entra. Che usiate Ingersoll Rand, Boge, Kaeser o altro: Edmac ha la soluzione.

• Qual è la differenza tra pressione di esercizio e pressione massima ammissibile (MAWP)?

  La pressione di esercizio è quella a cui il vostro impianto lavora ogni giorno. La MAWP è la pressione massima per cui il serbatoio è certificato. Scegliete sempre un serbatoio con pressione nominale superiore a quella di esercizio, di norma del 10-15 %, in modo che la valvola di sicurezza possa intervenire prima che il serbatoio si avvicini al limite. Non sceglietene uno tarato esattamente alla pressione del vostro impianto; è proprio quel margine a mantenere l'installazione sicura e conforme.