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Un nuovo modo di esercitare pressione spiana la strada verso una tecnologia industriale verde

L’aria sotto pressione fornisce energia ad attrezzature, strumenti e macchinari pneumatici. I compressori d’aria costituiscono inoltre una parte integrante degli impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria. Una nuova progettazione di questi consumatori di energia ampiamente utilizzati e altamente inefficienti promette di aumentare notevolmente la sostenibilità dei processi industriali globali.

Tecnologie industriali
Energia

La compressione di un gas a un volume più piccolo ne aumenta la pressione. Gli impianti ad aria compressa sono responsabili di circa il 10 % del consumo di elettricità industriale nelle industrie manifatturiere europee e statunitensi. Inoltre, l’efficienza energetica di molti impianti risulta bassa. Il progetto CRC, finanziato dall’UE, intende affrontare questo importante problema e contribuire al conseguimento degli obiettivi di sviluppo sostenibile dell’Europa. L’impiego della tecnologia alternativa centrica - CR brevettata dal progetto, grazie al suo spiccato carattere pionieristico, ha permesso agli scienziati di muoversi in tal senso.

Una nuova interpretazione di una vecchia progettazione offre numerosi vantaggi

Proprio come il comune compressore volumetrico a pistone, il compressore CR (CRC) è un’apparecchiatura volumetrica. Tuttavia, il coordinatore del progetto, Tor Arne Hauge di OTECHOS AS, l’azienda coordinatrice, precisa che «l’unità di processo CRC, al posto del pistone, è provvista di due rotori concentrici rotanti coassialmente con due palette ciascuno». Tra le palette adiacenti si creano quattro camere e ogni camera si espande e si contrae (analogamente alla reciprocazione) due volte per giro, per otto azioni per giro, il che equivale a otto cilindri a pistone. Hauge aggiunge: «Gli ingranaggi ellittici permettono una velocità angolare variabile unica dei rotori che ruotano nella stessa direzione e sfasano di 90 gradi. La presenza di ingressi e uscite senza valvole e pochissime parti mobili dà origine a un processo di compressione senza olio». Grazie alla sua progettazione unica e innovativa, il CRC contribuisce a un consumo di energia inferiore del 15-20 % rispetto alle apparecchiature tradizionali a vite e pistone. Hauge e il suo gruppo sono stati piacevolmente sorpresi dall’aggiunta al repertorio del CRC di un’altra importante prestazione. Hanno infatti scoperto che il compressore è in grado di funzionare altrettanto bene in presenza di gas umido: ciò rappresenta una grande sfida per altri tipi di compressori volumetrici.

Tecnologia versatile brevettata per svariate applicazioni

Hauge e il suo gruppo sono attualmente alla ricerca di partenariati che adoperino la tecnologia CRC per il mercato dei processi industriali. Parallelamente, stanno progettando un CRC specializzato per soluzioni di alta gamma. La tecnologia CR ha inoltre generato tre ulteriori applicazioni: un innovativo motore a combustione interna, il CRE, un rigeneratore CR (CRR) e una pompa CR (CRP). Il CRE possiede tutte le prestazioni del CRC e consuma circa il 20 % in meno di carburante rispetto a un moderno motore per auto. Hauge continua: «Il CRR è una macchina di espansione che gestisce temperature elevate (superiori a 400 °C) principalmente per la produzione di elettricità derivante dal recupero di calore di scarto, produzione di energia geotermica, bioenergia ed energie rinnovabili. Infine, la CRP è una pompa volumetrica rotativa adatta per il flusso multifase. Tra i suoi punti di forza figurano l’elevata portata e la pressione raggiungibile rispetto alle dimensioni».

Una linea di prodotti olistica supporta la sostenibilità

Attualmente, la tecnologia CR brevettata costituisce la spina dorsale di quattro macchine di rilevanza industriale: un compressore, un motore, una pompa e un rigeneratore. La progettazione caratterizzata da poche parti mobili che richiedono una lubrificazione minima o nulla favorisce un incremento potenziale dell’efficienza energetica rispetto alle soluzioni esistenti nell’ordine del 30 %, il che risulta persino superiore all’obiettivo dell’UE fissato al 20 % per il 2020. Poiché il mercato internazionale dei soli compressori ad aria dovrebbe raggiungere quasi 27 miliardi di dollari entro il 2023, CRC ha spianato la strada alla leadership globale di OTECHOS nelle soluzioni ecologiche industriali.

Parole chiave

CRC, energia, aria, industriale, volumetrico, compressore, pistone, pompa, pressione, CRE, motore, rotore, brevetto, alternativa centrica (CR), rigeneratore CR (CRR)

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