Serbatoio aggiuntivo per compressore – come sceglierlo e collegarlo?

Un compressore non deve necessariamente reagire immediatamente a ogni aumento momentaneo della richiesta di aria compressa. In molte officine e stabilimenti industriali la flessibilità dell'impianto può essere migliorata aggiungendo un serbatoio che funziona come accumulatore e buffer.

Un serbatoio aggiuntivo può aumentare la riserva disponibile, limitare le oscillazioni di pressione e ridurre la frequenza di alcuni cicli di avvio e arresto quando il consumo è variabile. Non aumenta però la portata reale del compressore. Prima dell'acquisto è quindi opportuno analizzare il consumo e confrontare i serbatoi d'aria per compressori disponibili.

Perché utilizzare un serbatoio aggiuntivo?

Il serbatoio funziona come buffer tra compressore e utenze. Durante i periodi di consumo ridotto immagazzina aria compressa, che può essere utilizzata quando più utensili o macchine richiedono contemporaneamente una portata elevata.

Ciò è particolarmente utile con cilindri pneumatici, avvitatori a impulsi, pistole di soffiaggio o macchine che assorbono molta aria per intervalli brevi.

Una maggiore capacità di accumulo può:

• coprire picchi temporanei di consumo,
• ridurre brusche cadute di pressione,
• ridurre la frequenza di determinati cicli di avvio e arresto,
• stabilizzare l'alimentazione delle utenze pneumatiche,
• dare più tempo al sistema di controllo del compressore per reagire,
• favorire parzialmente la separazione della condensa durante il raffreddamento dell'aria.

Capacità di accumulo e portata del compressore non sono però la stessa cosa. Se il compressore eroga 1000 l/min, il serbatoio non permette un consumo permanente di 1500 l/min. La riserva compensa la differenza soltanto per un periodo limitato.

Nemmeno il risparmio energetico è automatico. Una maggiore capacità può ridurre i cicli frequenti, ma il consumo reale dipende anche dal tipo di compressore, dalla regolazione, dalla pressione, dalle perdite e dal profilo di utilizzo.

Come scegliere la capacità?

Non esiste una capacità universale valida per tutti i compressori. La scelta dipende da portata del compressore, profilo di consumo e caduta di pressione accettabile.

Occorre analizzare:

• portata effettiva del compressore,
• pressione minima e massima dell'impianto,
• consumo medio,
• massima richiesta momentanea,
• durata dei picchi,
• numero di utenze simultanee,
• frequenza dei cicli del compressore,
• eventuale ampliamento futuro.

In modo semplificato, la quantità di aria utilizzabile dipende dal volume del serbatoio e dalla differenza di pressione. Un serbatoio da 500 l che lavora indicativamente tra 10 e 8 bar può fornire circa 1000 l di aria riferita alla pressione atmosferica. Si tratta di una stima che non considera variazioni di temperatura e perdite dinamiche.

Se un'utenza richiede temporaneamente 500 l/min in più rispetto alla capacità del compressore, una riserva di 1000 l copre il deficit per circa due minuti.

Quando la richiesta elevata è permanente, aumentare soltanto il serbatoio non è sufficiente. In tal caso occorre valutare un compressore più grande o aggiuntivo. Per il funzionamento continuo sono spesso indicati i compressori a vite.

Dove posizionare il serbatoio?

La posizione determina in parte la funzione. Negli impianti più complessi i serbatoi possono essere installati vicino al compressore oppure in prossimità di utenze con picchi elevati.

Serbatoio prima dell'essiccatore

Un serbatoio installato prima dell'essiccatore viene spesso definito serbatoio umido. Funziona da buffer immediatamente dopo il compressore e può favorire la separazione di parte della condensa durante il raffreddamento.

In questa configurazione è particolarmente importante scaricare efficacemente la condensa. Il serbatoio non sostituisce l'essiccatore né gli altri sistemi di trattamento.

Serbatoio dopo l'essiccatore

Un serbatoio posto dopo l'essiccatore accumula aria già trattata. Può essere utile quando le utenze richiedono una riserva stabile di aria secca e presentano picchi temporanei.

Serbatoio vicino a una grande utenza

In alcuni impianti il serbatoio viene collocato vicino a una macchina con consumo elevato e intermittente. Questo può limitare temporanee cadute di pressione lungo una rete estesa, purché tubazioni e altri componenti siano dimensionati correttamente.

Una tubazione troppo piccola può limitare la portata indipendentemente dal volume del serbatoio. Serbatoio, tubi, valvole, filtri, essiccatore e punti di utilizzo devono quindi essere considerati come un sistema unico.

Come collegare il serbatoio aggiuntivo?

Il collegamento deve utilizzare tubazioni, valvole e raccordi certificati per la pressione dell'impianto. Non è corretto utilizzare componenti casuali soltanto perché hanno filettatura o diametro compatibili.

Bisogna considerare:

• pressione massima ammissibile del serbatoio,
• pressione massima del compressore,
• diametro delle tubazioni adeguato alla portata,
• valvola di sicurezza,
• manometro o controllo della pressione,
• valvola di intercettazione per la manutenzione,
• scarico della condensa,
• corretto supporto di tubazioni e serbatoio.

Le valvole di intercettazione devono essere configurate in modo da non lasciare il serbatoio privo di una protezione efficace contro la sovrapressione durante il normale funzionamento. Valvole di sicurezza e accessori devono rispettare la documentazione e le normative applicabili.

Dopo il montaggio è necessario controllare la tenuta. Le perdite d'aria compressa producono perdite energetiche continue e possono annullare parte dei benefici ottenuti aumentando il volume.

Negli impianti a pressione più elevata tutti i componenti devono essere adeguatamente classificati. Per queste applicazioni sono disponibili anche compressori a vite ad alta pressione.

Sicurezza e manutenzione

Un serbatoio d'aria compressa è un'attrezzatura in pressione. La struttura non deve essere modificata arbitrariamente e non devono essere praticati fori, saldati raccordi o installati accessori di specifica sconosciuta.

Prima della messa in servizio occorre verificare:

• pressione massima ammissibile,
• stato e funzionamento della valvola di sicurezza,
• tenuta dei collegamenti,
• stato del manometro,
• funzionamento dello scarico condensa,
• assenza di corrosione o danni visibili,
• obblighi di controllo e ispezione previsti nel Paese di installazione.

È particolarmente importante lo scarico regolare della condensa. L'acqua sul fondo può accelerare la corrosione interna. Negli impianti utilizzati intensivamente può essere utile uno scarico automatico.

Il serbatoio deve essere installato secondo le istruzioni del produttore, protetto da danni meccanici e accessibile per ispezione e manutenzione. Negli impianti più grandi è opportuno affidare progettazione e montaggio a personale esperto di aria compressa e apparecchiature in pressione.

Aumentare la pressione di esercizio soltanto per accumulare più energia non è una buona soluzione per compensare un impianto sottodimensionato. Una pressione più elevata aumenta le sollecitazioni e generalmente anche l'energia necessaria alla compressione.

Conclusioni

Un serbatoio aggiuntivo per compressore può migliorare il comportamento dell'impianto in presenza di picchi brevi, oscillazioni di pressione e frequenti cicli del compressore. Aumenta l'aria immagazzinata, ma non la portata reale della macchina.

La scelta deve considerare portata, profilo di consumo, intervallo di pressione e durata dei picchi. Posizione, diametro delle tubazioni, trattamento dell'aria, dispositivi di sicurezza e scarico della condensa sono altrettanto importanti.

In una piccola officina il serbatoio aggiuntivo può rappresentare un modo relativamente semplice per rendere il sistema più flessibile. In un grande stabilimento deve invece essere considerato come parte dell'intero sistema di aria compressa.