Un serbatoio d'aria compressa si dimensiona su tre valori: la portata del compressore, la differenza tra pressione di arresto e di ripartenza, e il numero di avviamenti all'ora che il compressore sopporta. La formula abituale è V = 0,25 × Q × p₀ / (f × Δp). Per un compressore a vite da 1.700 l/min, con 1 bar di differenziale e 60 cicli all'ora, dà circa 430 L, cioè un serbatoio standard da 500 L.
A cosa serve il serbatoio
- Accumulare aria per coprire i picchi di consumo senza aspettare il compressore.
- Distanziare gli avviamenti. Senza riserva, il compressore si avvia e si ferma di continuo, consumando motore e contattori.
- Stabilizzare la pressione in rete, perché gli utensili lavorino a pressione regolare.
- Raccogliere parte dell'acqua. L'aria rallenta e si raffredda al suo interno: l'acqua si deposita sul fondo, da dove va scaricata.
Un serbatoio non sostituisce un compressore troppo piccolo. Se il consumo supera la portata a lungo, la riserva si svuota e la pressione cala comunque. Il serbatoio è inoltre un'attrezzatura a pressione, con le sue regole di verifica: sono descritte nella nostra guida sulla normativa dei serbatoi.
La formula, termine per termine
V = 0,25 × Q × p₀ / (f × Δp)
- V: il volume del serbatoio.
- Q: la portata del compressore, in aria libera (FAD), letta sulla scheda tecnica.
- p₀: la pressione atmosferica, 1,013 bar. È un valore fisico standard, quello al livello del mare.
- f: il numero massimo di cicli, cioè di avviamenti, ammessi all'ora.
- Δp: la differenza tra pressione di arresto e di ripartenza, in bar.
In pratica, con Q in l/min e f in cicli all'ora, la formula diventa: V (L) = 15 × Q × 1,013 / (f × Δp). Il fattore 15 deriva dalle conversioni di unità (0,25 × 60).
Da dove viene lo 0,25? Il compressore riempie il serbatoio con l'eccedenza della sua portata rispetto al consumo, poi il serbatoio si svuota al ritmo del consumo. Il calcolo mostra che i cicli sono più ravvicinati quando l'officina consuma esattamente la metà della portata del compressore. Lo 0,25 corrisponde a questo caso, il più sfavorevole: il serbatoio calcolato rispetta il limite di avviamenti qualunque sia il consumo.
Il nostro calcolatore della dimensione del serbatoio applica questa formula. I suoi valori predefiniti sono ordini di grandezza: 1 bar di differenziale e 60 cicli all'ora per un compressore a vite, 2 bar e 20 cicli per un compressore a pistone, che sopporta meno avviamenti.
Esempio 1, un compressore a vite da solo
Un S 110 eroga 1.700 l/min a 8 bar. Viene fornito senza serbatoio. Con 1 bar di differenziale e 60 cicli all'ora:
- 15 × 1.700 = 25.500
- 25.500 × 1,013 = 25.832
- 60 × 1 = 60
- 25.832 / 60 = 431 L, cioè un serbatoio standard da 500 L.
Se riducete il differenziale a 0,5 bar per una pressione più stabile, il volume raddoppia: 861 L, cioè 900 L. Il differenziale di pressione è l'impostazione che pesa di più.
Lo stesso calcolo per la serie S, con 1 bar di differenziale e 60 cicli all'ora:
| Modello | Portata (scheda tecnica) | Volume calcolato | Serbatoio standard |
|---|---|---|---|
| S 55 | 600 l/min a 8 bar | 152 L | 200 L |
| S 75 | 1.100 l/min a 8 bar | 279 L | 300 L |
| S 110 | 1.700 l/min a 8 bar | 431 L | 500 L |
| S 150 | 2.200 l/min a 8 bar | 558 L | 720 L |
| S 220 PM | 3.200 l/min a 10 bar | 811 L | 900 L |
Esempio 2, un compressore a pistone
L'E 75 eroga 0,9 m³/min, cioè 900 l/min, con un serbatoio integrato da 180 L. Con 2 bar di differenziale e 20 cicli all'ora, la formula dà 15 × 900 × 1,013 / (20 × 2) = 342 L.
La formula si può anche invertire per calcolare i cicli imposti da un dato serbatoio: f = 15 × Q × 1,013 / (V × Δp). Con il serbatoio da 180 L: 15 × 900 × 1,013 / (180 × 2) = circa 38 cicli all'ora nel caso più sfavorevole.
È coerente con l'uso previsto di un compressore a pistone: un funzionamento intermittente, con pause. Se l'aria si consuma per buona parte della giornata, la prima cosa da fare non è ingrandire il serbatoio: è il segnale che un compressore a vite è più adatto.
Esempio 3, un 4 in 1 con serbatoio integrato
I compressori della serie K integrano un serbatoio da 420 L (K 75) o da 340 L (K 110 e K 150), con essiccatore e filtrazione. Funzionano a velocità variabile: quando la domanda cala, il motore rallenta invece di fermarsi, e gli avviamenti sono molti meno di quanto suppone la formula. Il serbatoio mantiene il suo ruolo per i picchi e per i periodi in cui il consumo scende sotto la velocità minima. Se i vostri utensili consumano a forti raffiche, un serbatoio aggiuntivo in rete resta utile.
Quando scegliere più grande
- Consumo a raffiche o postazione di verniciatura: scegliete un serbatoio sopra il minimo calcolato.
- Ampliamento previsto: una postazione in più fra due anni si prevede adesso.
- Picco molto forte su una sola postazione: un serbatoio polmone vicino a quella postazione si calcola sulla durata della raffica, come nel nostro articolo sul serbatoio polmone per selezionatrice ottica.
Un serbatoio più grande non fa consumare più energia: distanzia gli avviamenti e stabilizza la pressione.
Scegliere il serbatoio
- La pressione: la sua pressione massima deve superare quella impostata sul compressore. Per una macchina a 13 bar, prendete un serbatoio da 13 bar.
- La protezione interna: un serbatoio zincato resiste alla corrosione anche quando l'aria entra umida, senza essiccatore a monte. Un serbatoio in acciaio verniciato va bene quando c'è un essiccatore prima di lui.
- La posizione: il più vicino possibile al compressore, con uno scaricatore nel punto basso e l'essiccatore dopo il serbatoio.
I nostri serbatoi d'aria compressa esistono in versione verticale da 1.000 L, a 10 o 13 bar, verniciati o zincati, e in versione orizzontale. Fate il calcolo con il calcolatore della dimensione del serbatoio, oppure lasciate che il configuratore proponga un insieme di compressore, serbatoio ed essiccatore a partire dai vostri utensili. Per una rete esistente, indicate il serbatoio già installato nella vostra richiesta di preventivo.