{"id":26444,"date":"2026-11-03T10:04:49","date_gmt":"2026-11-03T02:04:49","guid":{"rendered":"https:\/\/nxcompressor.com\/?p=26444"},"modified":"2026-11-05T14:28:23","modified_gmt":"2026-11-05T06:28:23","slug":"how-does-an-oil-free-rotary-screw-air-compressor-work","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nxcompressor.com\/it\/how-does-an-oil-free-rotary-screw-air-compressor-work\/","title":{"rendered":"Come funziona un compressore d'aria a vite rotativa senza olio?"},"content":{"rendered":"

L'aria compressa \u00e8 la risorsa che la maggior parte degli stabilimenti considera gratuita, finch\u00e9 non si verifica il rifiuto di un lotto. Un aerosol oleoso, invisibile sul manometro, pu\u00f2 compromettere una linea di produzione alimentare, contaminare una zona di riempimento sterile o rovinare una cialda, e tale rischio ha spinto una quota crescente di acquirenti verso Compressori senza olio<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Un compressore d'aria a vite rotativa senza olio comprime l'aria tra due rotori elicoidali ad ingranamento reciproco che non entrano mai in contatto n\u00e9 tra loro n\u00e9 con l'involucro; pertanto, nella camera di compressione non \u00e8 necessario l'uso di olio per lubrificare le superfici o sigillare gli spazi vuoti. Giocate lavorate con precisione, una coppia di ingranaggi di sincronizzazione e rivestimenti dei rotori adatti al funzionamento a secco mantengono i rotori sincronizzati e limitano le perdite. Poich\u00e9 un elemento a secco tollera un rapporto di pressione di soli 3,5 circa, l\u2019aria viene compressa in due stadi con un intercooler tra di essi, quindi post-raffreddata e scaricata come aria senza olio.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Le sezioni che seguono descrivono il percorso dell'aria dal filtro di aspirazione alla flangia di scarico, per poi analizzare i costi di tale configurazione.<\/p>\n\n\n\n

\"Compressori<\/figure>\n\n\n\n

I compressori d'aria a vite rotativa sono privi di olio?<\/h2>\n\n\n\n

No, non di default. La vite rotativa \u00e8 un\u2019architettura della macchina, non una classificazione di purezza. La stessa geometria a doppio rotore \u00e8 disponibile sia nella versione con iniezione d\u2019olio che in quella senza olio, e la differenza sta nel fatto che nella camera di compressione venga iniettato o meno un lubrificante. Il termine \u201csenza olio\u201d si riferisce al luogo in cui viene conservato l\u2019olio, non al fatto che la macchina ne contenga o meno.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

In un compressore a iniezione d'olio, l'olio spruzzato nella zona di contatto del rotore colma gli spazi liberi, dissipa il calore di compressione e lubrifica i cuscinetti; ecco perch\u00e9 un singolo stadio raggiunge una pressione compresa tra 7 e 13 bar a circa 80 \u00b0C.<\/p>\n\n\n\n

Dove il petrolio funziona ancora<\/h3>\n\n\n\n

L\u2019olio continua a lubrificare gli ingranaggi di distribuzione, i cuscinetti degli alberi e il riduttore di trasmissione, isolati dal flusso d\u2019aria tramite guarnizioni a labirinto e ad anello di carbonio, oltre che, in molti modelli, da un sistema di alimentazione dell\u2019aria di barriera che mantiene una leggera pressione positiva verso la coppa dell\u2019olio. La fuoriuscita avviene quindi verso l\u2019esterno, non all\u2019interno della camera. Ci\u00f2 che viene eliminato sono l\u2019elemento separatore, il carryover e il condensato oleoso.<\/p>\n\n\n\n

Tre modi per costruire una vite senza olio<\/h3>\n\n\n\n
Design<\/td>Cosa colma le lacune<\/td>Fasi da 7 a 8 bar<\/td>Dimissione dalla fase 1<\/td><\/tr>
A vite a secco, senza contatto<\/td>Spazi ristretti e rivestimenti<\/td>Due<\/td>da 160 a 180 \u00b0C<\/td><\/tr>
Vite lubrificata ad acqua<\/td>Acqua iniettata<\/td>Uno o due<\/td>da 70 a 90 \u00b0C<\/td><\/tr>
Filtri \u201cOil-injected plus\u201d<\/td>Olio, poi filtrazione<\/td>Uno<\/td>Circa 80 \u00b0C<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

L'iniezione di acqua al posto dell'olio ripristina la tenuta e il raffreddamento e consente un rapporto di pressione pi\u00f9 elevato per ogni stadio, ma comporta l'aggiunta di un circuito di trattamento e un rischio di proliferazione batterica.<\/p>\n\n\n\n

Il percorso di compressione, fase per fase<\/h2>\n\n\n\n

L'aria ambiente filtrata entra nella coppia di rotori del primo stadio, viene compressa a circa 2-2,5 bar e riscaldata a 160-180 \u00b0C, passa attraverso un intercooler che ne abbassa la temperatura a 25-30 \u00b0C e rimuove l'acqua condensata, quindi entra nella coppia di rotori del secondo stadio, che la porta alla pressione finale compresa tra 7 e 13 bar prima che un post-raffreddatore la raffreddi nuovamente.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Aspirazione e primo stadio<\/h3>\n\n\n\n

L'aria passa attraverso un filtro di aspirazione progettato per trattenere particelle nell'ordine di pochi micron e una valvola di scarico che commuta la macchina tra le modalit\u00e0 \"carica\" e \"scarica\". In assenza di un film d'olio che assorba il calore, il primo stadio raggiunge temperature molto pi\u00f9 elevate rispetto a un equivalente lubrificato, pertanto il suo involucro viene raffreddato tramite camicie d'acqua o un flusso esterno di olio o aria.<\/p>\n\n\n\n

Intercooling e rimozione dell'umidit\u00e0<\/h3>\n\n\n\n

Il raffreddamento tra uno stadio e l'altro riduce il carico di lavoro che il secondo stadio deve sostenere, protegge l'elemento ad alta pressione e condensa gran parte del vapore d'acqua in ingresso, che viene raccolto da un separatore a valle.<\/p>\n\n\n\n

Seconda fase, raffreddamento finale e scarico<\/h3>\n\n\n\n

L'elemento ad alta pressione porta l'aria raffreddata alla pressione finale; successivamente, uno smorzatore di pulsazioni attenua l'impulso di scarico e una valvola di ritegno impedisce il riflusso allo spegnimento. Il post-refrigeratore porta l\u2019aria a una temperatura di circa 25 \u00b0C superiore a quella del fluido di raffreddamento; da l\u00ec, l\u2019aria passa attraverso un essiccatore e dei filtri, poich\u00e9 la compressione senza olio non garantisce l\u2019assenza di acqua o particelle.<\/p>\n\n\n\n

Punto lungo il percorso<\/td>Pressione<\/td>Temperatura<\/td>Cosa succede<\/td><\/tr>
Dimissione dalla fase 1<\/td>da 2 a 2,5 bar<\/td>da 160 a 180 \u00b0C<\/td>Prima compressione<\/td><\/tr>
Uscita dell'intercooler<\/td>Leggermente inferiore<\/td>da 25 a 30 \u00b0C<\/td>Rimozione del calore, separazione della condensa<\/td><\/tr>
Dimissione dalla fase 2<\/td>da 7 a 13 bar<\/td>da 140 a 175 \u00b0C<\/td>Compressione finale<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
\"Il<\/figure>\n\n\n\n

Perch\u00e9 due fasi invece di una sola?<\/h2>\n\n\n\n

Poich\u00e9 un elemento a vite a secco non dispone di un film d\u2019olio che sigilli gli spazi vuoti o dissipi il calore, il suo rapporto di pressione \u00e8 limitato a circa 3,5 per stadio. Comprimere direttamente a 7 bar in un unico stadio a secco farebbe salire le temperature del rotore e dell\u2019involucro oltre i limiti di resistenza dei giochi e dei rivestimenti; pertanto, vengono disposti due elementi in serie con un intercooler tra di essi.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Il rapporto di pressione \u00e8 dato dalla pressione assoluta in uscita divisa per la pressione assoluta in ingresso. Un elemento a iniezione d\u2019olio raggiunge un rapporto di circa 13 in un unico stadio; un elemento a secco raggiunge invece circa 3,5. La suddivisione del carico di lavoro consente inoltre di risparmiare energia, poich\u00e9 riportare l\u2019aria a una temperatura vicina a quella ambiente tra uno stadio e l\u2019altro rende il processo pi\u00f9 simile alla compressione isotermica.<\/p>\n\n\n\n

La penalizzazione \u00e8 di natura meccanica: due elementi, un cambio che aziona entrambi da un unico motore, tolleranze pi\u00f9 strette e un ingombro maggiore. Anche gli stadi sono abbinati, poich\u00e9 tutto ci\u00f2 che il primo stadio eroga deve essere assorbito dal secondo, e un rivestimento usurato si manifesta con una variazione della pressione interstadio molto prima che si verifichi un guasto.<\/p>\n\n\n\n

All\u2019interno dell\u2019Airend: rotori, ingranaggi di sincronizzazione e giochi<\/h2>\n\n\n\n

Un rotore maschio con lobi convessi aziona un rotore femmina con scanalature corrispondenti, che ruotano in direzioni opposte all\u2019interno di un alloggiamento a accoppiamento stretto. Una coppia di ingranaggi di sincronizzazione all\u2019estremit\u00e0 dell\u2019albero li mantiene sincronizzati in modo che i lobi passino l\u2019uno accanto all\u2019altro con un gioco misurato in centesimi di millimetro; \u00e8 proprio quel gioco, insieme al rivestimento del rotore, a controllare le perdite interne.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Man mano che i rotori ruotano, lo spazio tra i lobi e l\u2019involucro si riduce, intrappolando cos\u00ec un volume fisso d\u2019aria che viene spostato assialmente e compresso verso la bocca di scarico. \u00c8 proprio questa geometria a determinare il estremit\u00e0 dell'aria a vite rotante<\/a> l'efficienza pi\u00f9 di qualsiasi altro fattore.<\/p>\n\n\n\n

Profilo del rotore e trattamento superficiale<\/h3>\n\n\n\n

Poich\u00e9 i rotori non entrano mai in contatto, le superfici sono rivestite con PTFE, materiali a base di molibdeno o carbonio simile al diamante per ridurre l'attrito durante il contatto transitorio e proteggere il metallo di base dalla corrosione.<\/p>\n\n\n\n

Ingranaggi di distribuzione, cuscinetti e guarnizioni per alberi<\/h3>\n\n\n\n

Gli ingranaggi sono presenti perch\u00e9 i rotori non devono azionarsi a vicenda. In un elemento a lubrificazione a bagno d\u2019olio, il film d\u2019olio consente al rotore maschio di spingere quello femmina, ma un elemento a secco si distruggerebbe in pochi secondi a causa di tale contatto. Tutti i cuscinetti sono posizionati sul lato oliato delle guarnizioni dell\u2019albero.<\/p>\n\n\n\n

Circuiti di raffreddamento e recupero di calore<\/h2>\n\n\n\n

Un compressore a vite rotativa senza olio alimenta due circuiti di raffreddamento distinti. L\u2019acqua o l\u2019aria sottraggono calore all\u2019aria compressa nell\u2019intercooler e nell\u2019aftercooler e dagli alloggiamenti degli elementi, mentre un piccolo circuito dell\u2019olio raffredda e lubrifica gli ingranaggi e i cuscinetti. I due circuiti non si mescolano mai, ed \u00e8 proprio questa separazione a garantire che l\u2019aria rimanga priva di olio.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Nelle unit\u00e0 raffreddate ad acqua, il circuito \u00e8 spesso suddiviso in due anelli: uno alimenta l\u2019elemento a bassa pressione e l\u2019intercooler, mentre l\u2019altro alimenta l\u2019elemento ad alta pressione e l\u2019aftercooler.<\/p>\n\n\n\n

Poich\u00e9 quasi tutta la potenza all'albero viene convertita in calore, spesso \u00e8 possibile recuperare dal 70 al 90 per cento di tale energia sotto forma di acqua calda a una temperatura compresa tra 60 e 90 \u00b0C, da utilizzare per il lavaggio o come acqua di alimentazione delle caldaie.<\/p>\n\n\n\n

\"Compressore<\/figure>\n\n\n\n

Cosa garantisce effettivamente la dicitura \u201cOil-Free\u201d ai sensi della norma ISO 8573-1<\/h2>\n\n\n\n

Garantisce che nessun lubrificante venga introdotto nella camera di compressione e che una macchina certificata come \"a secco\" possa essere verificata secondo la Classe 0 per l'olio in base a ISO 8573-1<\/a>, lo standard internazionale relativo alla purezza dell'aria compressa. Esso non garantisce che l'aria che arriva al vostro processo sia pulita, poich\u00e9 acqua, particelle e contaminanti gassosi costituiscono classi distinte all'interno dello stesso standard.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Classe \"Petrolio\"<\/td>Contenuto totale di olio<\/td>Fonte tipica<\/td><\/tr>
Classe 0<\/td>Definito dall'utente e dal fornitore, al di sotto della Classe 1<\/td>Compressione certificata senza olio<\/td><\/tr>
Classe 1<\/td>0,01 mg\/m\u00b3 o meno<\/td>Senza olio, oppure con iniezione d\u2019olio e filtrazione completa<\/td><\/tr>
Classe 2<\/td>0,1 mg\/m\u00b3 o meno<\/td>A iniezione d'olio con filtri a coalescenza<\/td><\/tr>
Classe 3<\/td>1 mg\/m\u00b3 o meno<\/td>A iniezione d'olio, filtrazione di base<\/td><\/tr>
Classe 4<\/td>5 mg\/m\u00b3 o meno<\/td>Compressore lubrificato senza filtro<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

La distinzione rilevante dal punto di vista commerciale \u00e8 quella tra \u201csenza olio\u201d e \u201ctecnicamente senza olio\u201d: quest\u2019ultimo termine indica un compressore a iniezione d\u2019olio seguito da filtri a coalescenza e a carbone attivo, che in condizioni ottimali pu\u00f2 raggiungere la Classe 1. Le prestazioni dei filtri si riducono con il passare del tempo e un guasto al separatore provoca il passaggio di una quantit\u00e0 consistente di olio a valle nel giro di pochi minuti.<\/p>\n\n\n\n

Dove vengono utilizzati i compressori rotativi a vite senza olio<\/h2>\n\n\n\n

Vengono utilizzati ovunque l\u2019aria compressa entri in contatto con il prodotto, l\u2019imballaggio, un dispositivo medico o il respiro umano, dove la presenza di una singola particella di olio nell\u2019aria compressa comporta il rifiuto dell\u2019intero lotto piuttosto che un semplice inconveniente di manutenzione.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Industria<\/td>Mansioni tipiche<\/td>Cosa determina la scelta<\/td><\/tr>
Cibo e bevande<\/td>Aerazione a contatto diretto, stampaggio per soffiaggio di PET<\/td>Norme igieniche e rischio di richiamo<\/td><\/tr>
Farmaceutico<\/td>Aria di fermentazione, rivestimenti, camere bianche<\/td>Conformit\u00e0 alle norme GMP e purezza convalidata<\/td><\/tr>
Elettronica<\/td>Aria delle camere bianche, movimentazione dei wafer, assemblaggio<\/td>Limiti relativi alle particelle e all\u2019olio nel punto di utilizzo<\/td><\/tr>
Medicina e odontoiatria<\/td>Aria respirabile, sterilizzatori, aria per strumenti<\/td>Limiti normativi relativi al tenore di olio<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Gli svantaggi dei compressori d'aria a vite senza olio<\/h2>\n\n\n\n

Gli svantaggi principali sono un prezzo di acquisto pi\u00f9 elevato, un consumo energetico leggermente superiore per metro cubo d\u2019aria, una maggiore sensibilit\u00e0 alla presenza di polvere in ingresso e alla qualit\u00e0 del raffreddamento, nonch\u00e9 riparazioni pi\u00f9 costose in caso di guasto di un elemento o del riduttore.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A parit\u00e0 di potenza del motore, il prezzo di acquisto \u00e8 in genere superiore del 30-60% rispetto a quello di una macchina a iniezione d\u2019olio, mentre la potenza specifica \u00e8 solitamente superiore del 3-8% a parit\u00e0 di pressione. La revisione del gruppo compressore richiede l\u2019intervento di tecnici specializzati e le prestazioni a carico parziale sono competitive solo con un sistema di controllo a velocit\u00e0 variabile.<\/p>\n\n\n\n

\"Con<\/figure>\n\n\n\n

Senza olio o lubrificato a olio: quale \u00e8 meglio?<\/h2>\n\n\n\n

Nessuna delle due soluzioni \u00e8 migliore in astratto. Se l\u2019aria non entra mai in contatto con il prodotto o con una persona, un compressore d'aria a lubrificazione ad olio<\/a> di solito garantisce la stessa portata con un minore impiego di capitale e di energia. Se l\u2019aria entra in contatto con il prodotto, i costi legati alla filtrazione, al monitoraggio e al rischio di contaminazione del sistema lubrificato superano normalmente il sovrapprezzo del sistema oil-free.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Fattore determinante<\/td>Preferisce prodotti senza olio<\/td>Preferisce l'iniezione di olio<\/td><\/tr>
L'aria entra in contatto con il prodotto o con il paziente<\/td>S\u00ec<\/td>No<\/td><\/tr>
Rischi legati all'audit o alla certificazione<\/td>Alto<\/td>Basso<\/td><\/tr>
Ore di funzionamento annuali<\/td>Da basso a moderato<\/td>Molto elevata, dominata dall'energia<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

L'energia elettrica rappresenta solitamente la voce di costo pi\u00f9 consistente nel ciclo di vita di un compressore, pertanto un divario di efficienza compreso tra il tre e l'otto per cento diventa significativo in presenza di un elevato numero di ore di funzionamento. Ci\u00f2 giustifica il confronto dei costi totali su un arco di dieci anni piuttosto che del prezzo di listino. All'interno della gamma dei compressori oil-free, un monostadio vs bistadio<\/a> Anche il confronto \u00e8 altrettanto importante, poich\u00e9 una macchina a due stadi giustifica il proprio costo aggiuntivo solo in caso di funzionamento continuo.<\/p>\n\n\n\n

Note sulla manutenzione e sulle specifiche tecniche<\/h2>\n\n\n\n

La manutenzione non si limita pi\u00f9 al cambio dell'olio, ma si concentra sulla pulizia dei percorsi dell'aria. Lo stato del filtro di aspirazione, la pulizia del radiatore, l'integrit\u00e0 della tenuta dell'albero, le condizioni dell'olio del riduttore e l'andamento della pressione interstadio sono i cinque fattori che determinano se un elemento oil-free raggiunger\u00e0 la durata prevista.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Sostituire gli elementi di ingresso in base alla pressione differenziale, non solo in base all'intervallo di tempo previsto.<\/li>\n\n\n\n
  2. Pulire l'intercooler e l'aftercooler secondo un programma prestabilito, con maggiore frequenza nei luoghi polverosi.<\/li>\n\n\n\n
  3. Verificare la presenza di perdite d'aria e di tenuta ogni volta che aumenta il consumo d'olio del riduttore.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Al momento della specifica, verificate che la portata fornita corrisponda alla pressione effettiva e non a quella nominale, e richiedete dati misurati secondo le norme relative alle prove di accettazione pubblicate dal associazione di categoria del settore dell'aria compressa<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

    \"Compressore<\/figure>\n\n\n\n

    Domande frequenti<\/h2>\n\n\n\n

    \u00c8 possibile far funzionare un compressore d'aria senza olio posizionato su un fianco?<\/h3>\n\n\n\n

    Non se si tratta di un compressore a vite. Il blocco compressore, il riduttore e la coppa dell\u2019olio devono essere montati in posizione orizzontale; inclinando l\u2019unit\u00e0, infatti, i cuscinetti potrebbero rimanere privi di lubrificazione e l\u2019olio potrebbe riversarsi nel circuito d\u2019aria. Alcune piccole unit\u00e0 portatili senza olio sono talvolta progettate per funzionare in qualsiasi orientamento, ma si tratta di una caratteristica progettuale da verificare per il modello specifico.<\/p>\n\n\n\n

    Quanto dura un elemento a vite senza olio?<\/h3>\n\n\n\n

    In presenza di aria in ingresso pulita, di un raffreddamento adeguato e di temperature costanti, un elemento di essiccazione funziona in genere da 40.000 a 60.000 ore prima che i rivestimenti e i giochi raggiungano il punto in cui la portata e l\u2019efficienza diminuiscono in modo evidente. Avviamenti a caldo frequenti e ripetuti arresti dovuti alle alte temperature possono dimezzare tale durata.<\/p>\n\n\n\n

    Un compressore a vite senza olio pu\u00f2 funzionare a temperature ambientali elevate?<\/h3>\n\n\n\n

    \u00c8 possibile, ma occorre scegliere il modello adatto. La potenza erogata diminuisce all\u2019aumentare della temperatura in ingresso e con la riduzione del margine termico del motore; pertanto, un\u2019unit\u00e0 dimensionata in base alle specifiche tecniche a 25 \u00b0C risulter\u00e0 a corto d\u2019aria in un locale tecnico a 45 \u00b0C.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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