Conviene utilizzare un motore PM nel compressore?

Che cos’è un motore PM in un compressore?

Il motore PM, ovvero il motore a magneti permanenti, utilizza magneti permanenti per generare un campo magnetico nel rotore. In pratica, ciò si traduce in minori perdite di energia rispetto a molti sistemi di azionamento tradizionali e in un'elevata efficienza operativa in un ampio intervallo di carichi.

Nei compressori a vite, il motore PM opera solitamente in combinazione con un inverter. L'inverter regola la velocità di rotazione del motore, mentre il compressore adatta la propria portata al fabbisogno d'aria attuale. Se l'impianto richiede meno aria, il compressore riduce il numero di giri. Quando la richiesta aumenta, il compressore aumenta la portata.

Ciò è particolarmente importante, poiché in molti stabilimenti il consumo di aria compressa non è costante. Il fabbisogno varia a seconda del numero di postazioni di lavoro, dei macchinari in funzione, del ciclo produttivo e delle attività correnti degli operatori.

Perché l’energia rappresenta il costo maggiore?

Il prezzo di acquisto del compressore è una spesa una tantum. L’energia elettrica è un costo fisso che si presenta ogni giorno di funzionamento dell’apparecchio. Più a lungo funziona il compressore a vite, maggiore è l’importanza della sua efficienza.

In molte aziende è proprio l’energia a rappresentare la quota maggiore dei costi di esercizio degli impianti ad aria compressa. Ciò vale in particolare per gli stabilimenti in cui i compressori alimentano contemporaneamente linee di produzione, postazioni di montaggio, sistemi di imballaggio, impianti di verniciatura, officine di manutenzione o numerosi utensili pneumatici.

Pertanto, nella scelta dell’apparecchio è opportuno analizzare non solo la potenza del motore e il prezzo di acquisto, ma anche il numero di ore di funzionamento all’anno, il profilo di prelievo dell’aria, la pressione di esercizio richiesta e lo stato dell’intero impianto.

Come funziona un compressore con motore PM?

Un compressore con motore PM funziona in modo più flessibile rispetto a un apparecchio classico che opera a velocità costante. Il sistema di controllo analizza il fabbisogno dell’impianto e regola il numero di giri del motore in modo tale da mantenere la pressione impostata garantendo al contempo il funzionamento più efficiente possibile.

Se il fabbisogno d’aria è basso, il compressore non deve funzionare a piena potenza. Se la produzione accelera e il fabbisogno aumenta, l’apparecchio aumenta la propria potenza. In questo modo è in grado di limitare il funzionamento a vuoto, ridurre le oscillazioni di pressione e contenere gli sprechi energetici.

La differenza maggiore si nota negli stabilimenti in cui il carico di lavoro varia nel corso della giornata. Al mattino sono in funzione singole postazioni, a metà turno vengono avviate altre macchine e alla fine della giornata il fabbisogno d’aria diminuisce nuovamente. In tali condizioni, il compressore PM regolabile è in grado di adattarsi meglio alle effettive esigenze di produzione.

I principali vantaggi del compressore a vite con motore PM

Costi di esercizio inferiori

Il vantaggio principale è la possibilità di ridurre il consumo energetico, soprattutto in presenza di un fabbisogno variabile di aria compressa. Il compressore non funziona costantemente a piena potenza, ma adatta il numero di giri al carico attuale.

Pressione di esercizio stabile

Il compressore PM è in grado di reagire con maggiore precisione alle variazioni del fabbisogno d’aria. Una pressione stabile è fondamentale per gli utensili pneumatici, i macchinari di produzione, i sistemi di alimentazione, di soffiaggio e di verniciatura.

Funzionamento silenzioso e regolare

La regolazione continua del numero di giri limita gli avviamenti bruschi e può migliorare la silenziosità di funzionamento dell’apparecchio. Ciò è importante nelle officine e negli stabilimenti in cui il compressore opera in prossimità delle postazioni di lavoro.

Migliore adattamento all’impianto

Il motore PM, abbinato a un inverter, consente di gestire in modo più efficiente gli impianti con consumo d’aria variabile. Di conseguenza, l’apparecchio risulta più prevedibile nell’uso quotidiano.

Dove trova impiego il compressore a vite con motore PM?

I compressori a vite con motore PM trovano applicazione ovunque l’aria compressa venga utilizzata regolarmente e per molte ore. Sono particolarmente indicati, tra l’altro, in:

• stabilimenti di produzione;
• officine automobilistiche e meccaniche;
• officine di verniciatura;
• centri di assistenza tecnica;
• aziende specializzate nella lavorazione dei metalli e del legno;
• magazzini e linee di confezionamento;
• reparti di manutenzione.

In officina, il compressore può alimentare avvitatori pneumatici, pistole a spruzzo, smerigliatrici, soffiatori e dispositivi di gonfiaggio. Nella produzione, può alimentare macchine a funzionamento continuo o più postazioni contemporaneamente.

Il compressore oil-free è un'alternativa?

I compressori oil-free vengono scelti laddove è richiesta una purezza particolarmente elevata dell’aria compressa, ad esempio nei settori alimentare, farmaceutico, elettronico o medico. Ciò non significa tuttavia che siano sempre la scelta migliore per ogni impianto.

In molte applicazioni industriali, gli aspetti più importanti sono: efficienza, pressione stabile, costi energetici, disponibilità dell’assistenza e affidabilità. In tali situazioni, un compressore a vite con motore PM può rappresentare una soluzione molto vantaggiosa. La scelta dovrebbe basarsi sui requisiti relativi alla qualità dell’aria e sulle effettive caratteristiche di funzionamento dell’impianto.

Come scegliere il compressore giusto?

La scelta del compressore dovrebbe partire dall’analisi del fabbisogno dell’impianto. Non è consigliabile scegliere un’unità basandosi esclusivamente sulla potenza del motore o sul prezzo di listino. È l’intero sistema di aria compressa ad avere importanza.

Prima dell’acquisto è necessario determinare:

• la portata effettiva richiesta;
• la pressione di esercizio necessaria agli utenze;
• il numero di postazioni operative contemporaneamente;
• il numero di ore di funzionamento al giorno e all’anno;
• il profilo di prelievo dell'aria: costante o variabile;
• il livello di rumore ammissibile sul luogo di lavoro;
• requisiti relativi alla manutenzione e all'assistenza.

Un compressore troppo piccolo funzionerà costantemente sotto carico elevato, il che può causare problemi di pressione e un'usura più rapida. Un compressore troppo grande può generare costi superflui sia di acquisto che energetici. La scelta migliore è un apparecchio adeguato al fabbisogno reale dell’azienda.

Quando conviene maggiormente un motore PM?

Il motore PM è più conveniente quando il compressore funziona regolarmente, per molte ore e con un fabbisogno d’aria variabile. Più lungo è il tempo di funzionamento dell’apparecchio, maggiore è l’impatto sui costi dell’efficienza del motore e del metodo di regolazione della portata.

I maggiori vantaggi si riscontrano nelle aziende in cui il fabbisogno d’aria oscilla tra picchi e cali. Il compressore PM aiuta a evitare che l’apparecchio funzioni a piena potenza nonostante il basso fabbisogno dell’impianto.

Tuttavia, non sempre il sovrapprezzo per questa tecnologia sarà giustificato. Se il compressore funziona sporadicamente, per brevi periodi e con un carico ridotto, un apparecchio classico può essere sufficiente. La redditività dipende dalle ore di funzionamento, dal prezzo dell’energia, dal profilo di consumo dell’aria e dalla differenza di prezzo di acquisto.

Come calcolare il ritorno sull’investimento?

Il calcolo di base può essere effettuato in pochi passaggi. Innanzitutto, occorre stimare il costo energetico annuo:

Costo energetico annuo = potenza del compressore × numero di ore di funzionamento × prezzo di 1 kWh

Successivamente, è possibile stimare il risparmio annuo:

Risparmio annuale = costo energetico annuale × percentuale di risparmio

Infine, è possibile calcolare il periodo di recupero approssimativo:

Tempo di ammortamento = differenza di prezzo di acquisto / risparmio annuo

Esempio: un compressore da 15 kW funziona 2.080 ore all’anno e il prezzo dell’energia è di 1 zł/kWh. Il costo energetico annuo è pari a 31.200 zł. Con un risparmio del 20%, si ottiene un risparmio di circa 6 240 zł all’anno, mentre con un risparmio del 30% circa 9 360 zł all’anno. Si tratta di valori indicativi che devono essere adeguati alle condizioni di funzionamento effettive dell’impianto.

Cos’altro influisce sui costi di esercizio?

Il motore PM è importante, ma non è l’unico elemento determinante per i costi. Anche lo stato dell’impianto dell’aria compressa riveste grande importanza.

• Le perdite causano sprechi di energia e costringono il compressore a funzionare più spesso.
• Una pressione di esercizio troppo elevata aumenta il consumo energetico senza apportare alcun vantaggio concreto al processo.
• Tubi e raccordi rapidi non adeguati possono causare cali di pressione.
• La mancanza di una manutenzione regolare riduce l’efficienza dell’apparecchiatura e aumenta il rischio di guasti.
• Filtri, olio e separatori usurati influiscono sulle prestazioni e sulla stabilità di funzionamento.

Anche un compressore ad altissima efficienza energetica non sfrutterà appieno il proprio potenziale se l’impianto presenta perdite, è mal regolato o non viene sottoposto a una corretta manutenzione. Pertanto, i migliori risultati si ottengono combinando un apparecchio in buone condizioni, una scelta adeguata e un controllo regolare dell’intero sistema.

Riepilogo

Il motore PM in un compressore a vite è vantaggioso soprattutto quando l’aria compressa viene utilizzata regolarmente e il fabbisogno d’aria varia nel corso della giornata. Grazie alla combinazione di un motore a magneti permanenti e alla regolazione tramite inverter, il compressore è in grado di adattare meglio il proprio funzionamento alle esigenze attuali dell’impianto.

I principali vantaggi sono un minor consumo energetico, una pressione di esercizio più stabile, un funzionamento più silenzioso e una maggiore prevedibilità dei costi. In caso di utilizzo sporadico, tuttavia, un compressore classico può essere sufficiente; pertanto, prima dell’acquisto è opportuno calcolare il costo totale di esercizio.

Nella scelta di un compressore a vite, è opportuno considerare aspetti che vanno oltre il semplice prezzo di acquisto. Ciò che conta sono le prestazioni, la pressione, il numero di ore di funzionamento, l’assistenza tecnica, lo stato dell’impianto e la possibilità di adattare il funzionamento dell’apparecchio al fabbisogno effettivo dello stabilimento.