Il misuratore di portata per aria compressa è uno degli strumenti più discussi negli ultimi tempi per le molteplici implicazioni che ha, ed è spesso oggetto di confronto in fase di stesura del budget tra la direzione tecnica, gli operatori, l’energy manager e la proprietà.
Molto spesso infatti si parte dall’idea che un qualunque sistema di monitoraggio consumi “non ne valga la pena”, oppure che “non possiamo modificare il nostro vecchio impianto” o anche “ci tiriamo addosso altre spese aggiuntive di manutenzione”. Ma è davvero così?
DOVE VIENE USATA L’ARIA COMPRESSA?
L’aria compressa è utilizzata in diverse applicazioni: dall’attuazione e controllo di valvole e cilindri pneumatici fino ai centri di lavoro o ai singoli strumenti in produzione o officina. In alcuni impianti è utilizzata anche come mezzo di trasporto per materiale di tipo bulk o come gas di purga.
In tutti i casi comunque non è gratuita, e vengono riconosciute tre macroaree di interesse nell’avere un network di aria compressa efficiente e sotto controllo:
- area finanziaria
- area ambientale
- area operativa
quanto costa davvero l’aria compressa?
Il sistema di compressione e distribuzione dell’aria consuma più elettricità di qualsiasi altra apparecchiatura in impianto e per specifiche produzioni arriva fino al 20% del computo totale dei costi energetici di una società.
Questo non deve sorprendere tenendo conto delle decine o magari centinaia di utenze sparse per l’impianto, nonché dei diversi compressori per la compressione di aria multi-reparto. Scegliere il giusto misuratore di portata per aria compressa è quindi fondamentale per individuare eventuali perdite, capire dove sono stati lasciati macchinari attivi durante il week-end o a fine turno, oppure determinare se i compressori installati abbiano una taglia adeguata ai vari momenti di consumo — e quindi valutare se sia possibile spegnerne uno.
Queste azioni di controllo:
- riducono la spesa in corrente elettrica
- diminuiscono l’impatto ambientale
- allungano la vita delle apparecchiature del sistema di compressione
Per questo motivo il misuratore di portata per aria compressa non è solo uno strumento di misura, ma una componente strategica del sistema di gestione energetica dell’impianto.
Cosa può fare concretamente un misuratore di portata per aria compressa?
Un controllo della pressione di esercizio veloce ed accurato permette di mantenere una pressione media più bassa senza sforzare il compressore all’infinito: minori fluttuazioni, banda di controllo più stretta e nessuna ripartenza a caso. A parte il minor consumo elettrico, anche il lifecycle della macchina viene esteso a minor costo.
Il controllo della pressione è solitamente affidato a un pressostato sul serbatoio di accumulo che, molto spesso, non ha la qualità necessaria per gestire centinaia e migliaia di “attacca-stacca”: basta un piccolo errore percentuale sull’attivazione anticipata o chiusura ritardata, cumulato per migliaia di cicli, perché il danno finanziario ed operativo subito dallo stabilimento diventi evidente.
Come scegliere il misuratore di portata per aria compressa giusto per il tuo impianto?
Quindi abbinare un misuratore di portata per aria compressa efficiente e accurato è il passo successivo naturale. Ma come sceglierlo? Occorre partire da alcune considerazioni che cambiano a seconda dell’impianto e delle sue condizioni:
- Voglio una misura volumetrica in [m³/hr actual], normalizzata [Nm³/hr] o massica [kg/hr]?
- Sto progettando un impianto nuovo o si tratta di un retrofit su impianto esistente?
- Posso portare l’alimentazione elettrica o lo strumento deve essere autonomo?
- Mi serve un display locale o ho già un DCS?
- L’aria compressa è pulita e priva di condensato, o ho umidità all’interno?
Un misuratore di portata per aria compressa lavora al meglio quando l’intero sistema di controllo è all’altezza. È il caso, ad esempio, del pressostato sul serbatoio di accumulo: sostituire il classico modello a molla — soggetto a deriva nel tempo — con un pressostato Neo-Dyn equipaggiato con molla a tazza Belleville significa avere un set point preciso e stabile negli anni, senza derive né falsi azionamenti.
In questo scenario, il misuratore di portata per aria compressa diventa l’elemento centrale per correlare domanda reale, efficienza del sistema e ottimizzazione dei consumi energetici
Misurare bene la portata e controllare accuratamente la pressione sono due azioni complementari: insieme permettono di ottimizzare davvero i consumi del sistema di compressione.
qual è quindi il migliore misuratore di portata per aria compressa?
Ecco alcune proposte, tutte disponibili da Tecnova HT:
- Flangia Tarata, il classico dei classici, funziona sempre ed è una delle soluzioni più economiche. Richiede diametri monte valle, non è precisissima, ha poco turndown, soffre la presenza di gocce di condensa.
- Tubo di Pitot, sempre con principio di Bernoulli, ideale per i grandi diametri grazie alla sua installazione ad inserzione, non va bene con aria “sporca” o troppo ricca di condensa per via della presenza dei fori.
- V-Cone & Wafer-Cone, anche loro basati sul principio di Bernoulli, non hanno bisogno dei diametri monte valle come i colleghi flange e pitot, turn-down 10:1 come minimo, la presenza di condensa o polvere non interferisce con la misura di portata. Per i layout “affollati”, per gli impianti più “anziani”, questa misuratore di portata per aria compressa è un retrofit egregio e di qualità.
COME SI LEGGONO E GESTISCONO I DATI?
Questi flow elements producono tutti una pressione differenziale che va letta ed interpretata da un trasmettitore di pressione differenziale che, dotato di indicatore locale, può fornire l’indicazione della portata fluente nella modalità più semplice possibile.
Il segnale 4-20 può essere mandato verso il DCS, se presente, oppure verso un registratore locale paperless tipo PHF, dove la portata puntuale e totalizzata vengono registrate.
Per un monitoraggio dei consumi dell’aria compressa più completo è possibile aggiungere anche dei trasmettitori locali di pressione e temperatura per misurare le condizioni del processo e riportarle ad un flow computer dedicato tipo il modello 515 GC-04 dedicato all’ aria compressa che, grazie alle equazioni di stato pre-integrate, riesce a compensare dinamicamente la portata actual restituendola:
- normalizzata [Nm3/hr]
- standardizzata [Stdm3/hr]
- massica [kg/hr]
e totalizzandola al suo interno.
THERMAL MASS FLOWMETER E MISURA ULTRASONICA. LE ALTERNATIVE MODERNE
Con aria secca e pulita, un altro misuratore di portata per aria compressa che può risultare interessante è rappresentato dai Thermal Mass Flowmeter, che oltre ad essere disponibili a tronchetto per i DN più piccoli, grazie al modello ad inserzione hanno un costo di investimento più ridotto e meno lavori meccanici sul piping.
Questi strumenti, direttamente senza strumentazione secondaria aggiuntiva, restituiscono la portata di aria compressa normalizzata [Nm3/hr], standardizzata [Stdm3/hr] o massica [kg/hr] e la sua totalizzazione. La versione con elettronica remota è comodissima per l’operatore in campo che vede ad altezza uomo i valori della portata mentre il reale punto di misura si trova in quota.
Sempre per diametri piccoli e con aria compressa relativamente pulita, è disponibile la tecnologia di misura ultrasonica per aria modello FWD che, non presentando sensori ad inserzione, non ha nessun tipo di manutenzione nel corso degli anni oltre alla grande caratteristica di essere anche alimentabile a comuni batterie evitando quindi di tirare alcun filo in campo.
Anche questo modello di misuratore di portata per aria compressa compensa automaticamente la portata e la mostra sia istantanea che totalizzata sul largo display LCD. Tante applicazioni, tante possibili soluzioni, ma un unico interlocutore per la gestione dei consumi nel tuo impianto sin dal 1974: Tecnova HT.
