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Il Compressore Scroll

    Il termine inglese "Scroll" (spirale) è stato adottato per definire una tipologia di compressori rotativi che effettua la compressione del gas grazie all'azione combinata di due spirali evolventi accoppiate tra di loro.
Nei compressori Scroll (anche detti "a spirale orbitante") la prima spirale rimane fissa mentre la seconda compie un movimento orbitale (non una rotazione), grazie a questa configurazione fra le spire si vengono a creare delle sacche di gas che si spostano verso l'interno restringendosi e comprimendosi. La compressione ottenuta è estremamente uniforme evitando così le classiche "pulsazioni" caratteristiche dei compressori alternativi.

Il concetto di compressione a spirale evolvente è vecchio di quasi un secolo, essendo stato brevettato nel 1905 dal francese Léon CREUX, ma le tecnologie dell'epoca non ne consentirono la realizzazione pratica. Infatti, per poter essere realizzati in modo da funzionare con la necessaria efficienza, i compressori scroll richiedono delle tolleranze molto contenute, ottenibili soltanto con macchine utensili capaci di consentire lavorazioni di elevata precisione. Ciò spiega perché soltanto dalla fine degli anni '80 questa tecnologia sia disponibile sul mercato.
I compressori sono costituiti da una spirale fissa, una spirale mobile, un anello di accoppiamento, un albero a gomito e un involucro che contiene tutti questi elementi. Le spirali sono sistemate l'una dentro l'altra, in modo tale da essere a contatto fra loro in diversi punti e formare, durante il moto, una serie di sacche a forma di falce fra i due elementi. Il profilo delle due spirali è a evolvente: durante la compressione, la spirale mobile, mossa dall'albero a gomito, orbita senza attrito attorno alla spirale fissa; le sacche tra le due spirali vengono spinte verso il centro delle due spirali e nel contempo il loro volume si riduce. Quando la sacca raggiunge il centro della spirale, il fluido, costretto in un piccolo volume, ha acquistato la pressione necessaria per essere scaricato attraverso la luce centrale. Durante il processo di compressione, viene compresso simultaneamente il fluido contenuto in molte sacche dando luogo ad un processo uniforme, evitando vibrazioni e pulsazioni come invece avviene nei compressori alternativi.

Fra i vantaggi di questo tipo di compressori si possono ricordare:

• assenza di valvole di aspirazione e mandata con annullamento delle perdite di carico introdotte dalle stesse valvole e, di conseguenza, aumento dell'efficienza energetica del ciclo;

• eliminazione del rumore dovuto allo sbattimento delle valvole sulle rispettive piastre e, perciò, funzionamento più silenzioso;

• assenza dello spazio nocivo, pertanto rendimento volumetrico del compressore prossimo al 100%;

• ridotto numero di parti mobili, con la conseguenza di minori probabilità di guasti;

• ingombro e peso notevolmente inferiori rispetto a compressori alternativi di pari potenzialità;

• buona capacità di tollerare l'aspirazione di refrigerante allo stato liquido, senza necessità di uso ne di accumulatore sull'aspirazione ne di resistenza del carter.
  
  

I compressori scroll sono disponibili in potenze frigorifere comprese tra 5kW e 45kW e possono funzionare con i fluidi HCFC e HFC. Trovano impiego nelle apparecchiature di refrigerazione e condizionamento, sia residenziali sia commerciali, e nelle pompe di calore. I compressori vengono realizzati in versione ermetica. Il rotore del motore elettrico è calettato sull'albero a gomito del compressore. La potenza del compressore può essere modulata mediante un inverter che controlla la velocità di rotazione del motore elettrico.