Accumulo con aria compressa

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Accumulo con aria compressa

Messaggio da Dolomitico » 18 ott 2015, 18:15

Ogni tanto peregrinando fra i vari siti scovo qualche informazione utile.
Ogni tanto mi metto a pensare ai vari sistemi di accumulo,e l'aria compressa ha un certo fascino,non richiede batterie,è ciclicamente infinita,o meglio il serbatoio non soffre come le batterie,si può comprimere con l'eccesso di produzione,o con un turbina eolica che monta un piccolo compressore...ma alla fine quanta energia si va ad immagazzinare?
Ho trovato un sito interessante che lo spiega,il solito professor Bardi che prima di me si è posto il quesito.
Riporto una parte del testo:

"[glow=red]
Off Topic
[dropshadow=blue]Vediamo allora di fare un po’ di conti. Come prima approssimazione, supponiamo che il gas segua la legge dei gas perfetti. Ne consegue che l’energia immagazzinabile è:

L= nRT ln(Pf/Pi)
dove i suffissi “i” e “f” stanno per “iniziale” e “finale.” Risulta dalle descrizioni della MDI che la Eolo monta delle bombole da sub come contenitori dell’aria compressa. Questa è una tecnologia già ottimizzata in termini di pesi per garantire la miglior trasportabilità possibile. Una bombola da sub in acciaio di 15 litri pesa circa 16 kg e contiene circa 4 kg di gas compresso a 200 bar. Sostituendo questi valori troviamo un’energia di 1.8 MJ, ovvero circa 440 Wh. Il rapporto energia/peso è circa 25 Wh/kg. In principio, si potrebbe anche lavorare a pressioni più alte, diciamo fino a 300 bar usando bombole in carbonio. Queste bombole sono costose e non è chiaro se sarebbe possibile omologarle per un veicolo circolante, comunque in questo caso l’energia immagazzinata potrebbe salire fino a 30-40 Wh/kg.
Possiamo confrontare questo valore con quello delle batterie elettriche (vedi, p. es. http://www.batteryuniversity.com/partone-3.htm). Abbiamo circa 30-50 Wh/kg per le batterie al piombo tradizionali, circa 80-100 Wh/Kg per le batterie al Ni/Cd e circa 100-130 Wh/Kg per le batterie al litio - polimero. Quindi, potenzialmente l’aria compressa potrebbe fare altrettanto bene delle batterie tradizionali al piombo, meno bene delle batterie al litio-polimero e decisamente meno bene al confronto dei combustibili tradizionali, benzina e gasolio, che immagazzinano fino a 10 kWh/kg (è questo, incidentalmente, il fattore che rende accettabile, al momento attuale, l’utilizzo di motori inefficienti come quelli a pistoni a combustione interna.)[/dropshadow]
[/glow] "

Testo completo: http://www.aspoitalia.it/documenti/bardi/eolo.html

Come si legge alla fine dopo aver compresso ad altissime pressioni,scompresso e usato con un motore il più possibile efficente otteniamo al massimo una resa simile alle batterie al piombo ,non un grande risultato direi,non risulta un granchè conveniente procurarsi tutta sta attrezzatura per avere quello che fa una comune batteria al piombo.

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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da maxlinux2000 » 18 ott 2015, 19:22

....ma non avevamo già scartato questa possibilità?
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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da Dolomitico » 18 ott 2015, 19:30

Non ricordo,é probabile.
Era solo per quantificare quanta energia si potrebbe ottenere,questo non si sapeva,c è gia una discussione in merito?

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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da maxlinux2000 » 18 ott 2015, 19:40

mi pare ricordare che si erano fatti i conti e alla fine l'energia spesa per comprimere l'aria e l'energia spesa per riscaldare la turbina e evitare i congelamento (e rotture strutturali) non valeva la pena, senza contare la pericolosità dell'aria compressa ad altissime pressioni...e il costo relativo.

ma non ricorso se ne avevamo parlato qui, su offgrid2 o su EA... bho!
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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da Dolomitico » 18 ott 2015, 19:51

Ho fatto una ricerca qui,ma non è saltato fuori niente di inerente.
In ogni caso ad altissime pressioni è fuori discussione per noi,ma un serbatoio medio sarebbe anche fattibile,però a sto punto lo userei come caria compressa classica,non come accumulo.
Ma se tanto mi da tanto,gli utensili ad aria compressa sono molto meno efficenti di quelli elettrici giusto?
Se mi serve un compressore da 1.5hp pminimo per caricare,e l'aria non dura poi tantissimo,a sto punto elettrico è meglio...o no?
Intendo avvitatori pneumatici,smerigliatrici e altri utensili che usano 'aria per ottenere una rotazione o anche scalpelli.
Ovvio che per verniciare serve l'aria.

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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da mastrovetraio » 18 ott 2015, 20:55

Se si surriscaldasse l'aria compressa prima di inviarla al "motore" si alzerebbe il rendimento. E se si usasse solare termico la cosa avrebbe senso. Gli Amish usano serbatoi enormi (serbatoi gpl ferroviari/camion) e pale eoliche con elica calettata direttamente al compressore. Riescono a fare a meno dell'elettricità in toto, hanno tutto ad aria compressa, fino al frullatore in cucina. Certo, per vivere in questo modo bisogna essere MOLTO religiosi....
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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da Ferrobattuto » 18 ott 2015, 22:37

In effetti se ne era parlato su EA...... E qualcuno (mi pare di ricordare che fosse Libero51, ma potrei sbagliare) aveva fatto i conti finendo per concludere che il gioco non vale la candela, sia come quantità di energia accumulata, sia come rendimenti che come difficoltà e macchinosità.
Però l'idea resta buona e indagare conviene comunque, per come la vedo io potrebbe essere un ottimo sistema per sfruttare il surplus di potenza (con eolico) una volta caricate le batterie e quando c'è vento forte.
Chiunque si dedichi allo "smanettamento" come facciamo noi sa bene quanto sia utile l'aria compressa e quanto costi mandare avanti un compressore. Se effettivamente fosse possibile mandarlo con un rotore eolico sarebbe una pacchia.
Grossi serbatoi si trovano anche dai demolitori, ex compressori industriali o da officina, serbatoi GPL, ma anche vecchie bombole del GPL per cucinare messe in parallelo vanno benissimo. Queste sono costruite per 30Atm, e quella da 25Kg hanno oltre 50L di capienza, una volta riempite a 12-15Atm tengono un sacco d'aria.
In passato ne ho usate tre messe "in parallelo" al serbatoio del compressore per avere una grossa riserva d'aria, montate capovolte in modo che non si accumulasse dentro acqua di condensa. L'unico inconveniente è che l'aria che ne esce puzza maledettamente di gas per parecchio tempo prima che i residui di gas svaniscano.

Mastro, per favore metti un link a dove hai preso quella foto e alla storia dell'aria compressa degli Amish.
Ma che c'avranno 'sti Amish contro la corrente elettrica......
Mi sa che per far partire quel compressore nella foto con un rotore eolico ci voglia un uragano.
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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da maxlinux2000 » 18 ott 2015, 22:51

Bellissimo quella degli amish... Su, maggiori info, soprattutto se come funziona il loro compressore a vento
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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da mastrovetraio » 19 ott 2015, 13:03

Eccone un pò, in questo link. http://windcompressor.com/html/compressors.html. Non credo che ci voglia un uragano per avviare le pale, immagino anzi che a bassi giri un compressore opponga poca resistenza.

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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da Arex » 19 ott 2015, 13:55

mastrovetraio ha scritto: immagino anzi che a bassi giri un compressore opponga poca resistenza.


Io penso che sia il contrario. O per meglio dire, è sufficiente pensare al funzionamento di un compressore elettrico per capirne il suo funzionamento.
Lasciando perdere l'avviamento con serbatoio vuoto ogni compressore utilizza un pressostato che oltre a fermare a "x" pressione ha anche il compito di scaricare la parte di circuito che va dalla "valvola di ritegno" alla testata del compressore, questo per consentire lo spunto al motore in fase di avviamento. Sappiamo bene che i motori elettrici in fase di spunto non offrono la coppia massima ma se fosse vero che il compressore a bassi giri ha basso sforzo non servirebbe nemmeno lo scarico da parte del pressostato. A mio modo di vedere le cose l'inerzia generata dalle masse in movimento facilita e fa diminuire lo sforzo.
Credo sia d'obbligo dire che lo sforzo dipende dalla cilindrata del compressore e dalla pressione che si intende raggiungere.
Vedrei bene un avvio tramite frizione elettromagnetica o centrifuga ma meglio la prima, perché? Perché a pale ferme sotto compressione non parte neanche nel mezzo di un tornado ammesso e non concesso che si tratti di un pistoncino del diametro di una sigaretta!
P.s: se dicessi che sta storia dell'aria compressa come accumulo di energia mi somiglia a un castello di carta?
Voglio dire, anche solo per ipotizzare un fabbisogno di 24 ore di una abitazione, che cavolo di macchinario devo mettere in piedi? che serbatoi mi servono?
E poi considerando una resa in base alla spesa cosa ne esce? Il FALLIMENTO ? :sick:
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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da Ferrobattuto » 19 ott 2015, 13:59

Non è questione di giri, ma di pressione sopra il pistone. Immagino che a serbatoio scarico si avvii anche facilmente, ma immaginiamo che il serbatoio sia a tre quarti di pressione, diciamo intorno alle 7-8Atm, su un pistone da 8cm di diametro, perciò con una superficie di 50cm², con 7Kg/cm² sopra vicino al punto morto superiore oppone una resistenza di 350Kg.
È pur vero che la manovella sotto è corta, per cui con 17 o 18Kgm (170 o 180 Newman) più o meno se la cava..... Se l'elica ha le pale lunghe e se tira vento forse glie la fa.....

Ci siamo sovrascritti con Arex. :lol:
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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da Arex » 19 ott 2015, 14:04

m039 per una volta ti ho preceduto!
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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da mastrovetraio » 19 ott 2015, 14:09

Dalla solita wikipedia.............La tecnologia di immagazzinaggio d'energia ad aria compressa considera l'accumulo dell'energia a basso costo delle ore di limitata richiesta, in forma di aria compressa in un serbatoio sotterraneo. Questa viene quindi rilasciata durante le ore di massima richiesta e riscaldata con i gas di scarico di una turbina a combustione. Quest'aria riscaldata viene convertita in energia mediante turbine ad espansione per produrre elettricità. Una centrale elettrica a stoccaggio di energia ad aria compressa è in essere nel McIntosh, Alabama dal 1991 ed ha funzionato con successo. Altre applicazioni sono possibili. Lo studio Walker Architects pubblicò nell'ottobre del 2008 la prima applicazione di gas co2 compresso e stoccato, proponendo l'uso di co2 catturato e stoccato per l'incameramento di energia. Parecchie compagnie hanno svolto lavori preliminari di progettazione di veicoli impieganti energia da aria compressa.[17][18] .

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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da mastrovetraio » 19 ott 2015, 14:22

Qui c'è un link che parla proprio di accumulo di enegia con aria compressa partendo da fotovoltaico offgrid...quindi l'idea è tutt'altro che da scartare.....http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.js ... %3D5614596

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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da mastrovetraio » 19 ott 2015, 15:01

Come al solito, non è colpa mia se le "chicche" sono in inglese. Ma questa è da leggere, a costo di aprire il dizionario. https://en.m.wikipedia.org/wiki/Compres ... gy_storage. Lo sapevate che a Parigi nel 1896 c'era una rete che distribuiva aria compressa con 50 km di tubature, e con una potenza complessiva di 2.2 Mw ??? Alimentava le macchine più disparate, e veniva fatta pagare a volume, come noi oggi paghiamo il metano.

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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da Dolomitico » 19 ott 2015, 15:58

Andiamo per ordine...
Mastro,e ti pare strano che certe cose le trovi solo in Inglese?Purtroppo chi sperimenta ste cose sono mediamente gente che vive in posti dispersi dove è imperativo reinventarsi,e quindi via i preconcetti e poi si rova.

Video:
basta farsi un giro su youtube per trovarne qualche video,non degli Amish,che loro le telecamere non le usano.
Come si vede la pala arriva fino al punto di fermarsi,ma non si blocca del tutto,poi riparte senza problemi,logicamente lo sforzo si fa sentire,infatti gira molto più lentamente della pala sopra.

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=ytwP1QPLm10[/youtube]

Questo è un modellino:
[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=JW6nlS3Dcn8[/youtube]

Si,posso essere d'accordo che come accumulo di energia fa schifo,ma a me ineressava sapere a cosa fosse equiparabile,quindi ora che so che tutto il sistema non mi dà niente di meglio di una piombo acido ho perso il mio tempo?
Non direi,metti che un domani ti serve un bel pò di aria compressa,e abiti in un posto ventosetto,puoi fare un sistema con un Compressore a vento,io personalmente userei una savonius,che è l'unica che ha un buono spunto alla partenza,poi che so io i pressostati servono appunto per scaricare la pressione quando il compressore si ferma,in modo che al riavvio il pistone non incontra grossi ostacoli.
Resta una soluzione stazionaria,turbina fissa,e bombole in stile Ferro in parallelo,non sicuramente per generare elettricità,ma avere aria compressa perchè no.
In queste cose anche l'idea più stramba potrebbe portare una soluzione a qualcuno.
E se lo usano gli amish tanto impossibile pare non sia.loro da quello che so ripudiano tutto quello che appartiene alla modernità,nfatti conducono uno stile di vita molto rurale,per non dire medioevale,e l'aria compressa per quanto moderna,non infrange le loro regole religiose,l'elettricità invece si.

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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da mastrovetraio » 19 ott 2015, 16:15

Sembra invece che non faccia schifo per niente, a giudicare dagli investimenti in corso.....se vai allo sfascio, serbatoi gpl radiati per anzianità li vendono a peso !!! E tranquillo che con 2~3 metricubi di accumulo ci stà dentro un bel pò di energia. Gli Amish sono dei buontemponi, per loro elettricità=demonio, ma in compenso hanno motocompressori diesel da paura.......1978 – The first utility-scale compressed air energy storage project was the 290 megawatt Huntorf plant in Germany using a salt dome.
1991 – A 110 megawatt plant with a capacity of 26 hours was built in McIntosh, Alabama (1991). The Alabama facility's $65 million cost works out to $550 per Kilowatt hour of capacity, using a 19 million cubic foot solution mined salt cavern to store air at up to 1100 psi. Although the compression phase is approximately 82% efficient, the expansion phase requires combustion of natural gas at one third the rate of a gas turbine producing the same amount of electricity.[17][18][19]
November 2009 – The US Department of Energy awards $24.9 million in matching funds for phase one of a 300 MW, $356 million Pacific Gas and Electric CAES installation utilizing a saline porous rock formation being developed near Bakersfield in Kern County, California. Goals of the project are to build and validate an advanced design.[20]
December, 2010 – The US Department of Energy provides $29.4 million in funding to conduct preliminary work on a 150 MW salt-based CAES project being developed by Iberdrola USA in Watkins Glen, New York. The goal is to incorporate smart grid technology to balance renewable intermittent energy sources.[20][21]
December, 2012 – General Compression completes construction of a 2 MW near-isothermal CAES project in Gaines, TX; the world's third CAES project. The project uses no fuel and has 500 MWh of storage capacity.[22]
2013 (projected) – The first adiabatic CAES project, a 200 megawatt facility called ADELE, is planned for construction in Germany. This project has been DELAYED for undisclosed reasons until at least 2016.[23]

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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da Ferrobattuto » 19 ott 2015, 17:41

Anche io già in passato avevo pensato a delle Savonius..... :lol: Che di sicuro hanno una coppia molto alta, più alta delle eliche.
Tant'è che ne parlai con l'Innominato (o l'Innominabile? :lol: ) dell'altro forum la prima delle due volte che l'ho visto di persona. Lì per lì suscitò un po' di stupore, evidentemente nessuno ci aveva pensato, poi non se n'è fatto più niente.
Però io l'avevo pensato come accumulo surplus, quando il vento è forte e l'alternatore gira da matti, con una frizione centrifuga si attaccava il compressore. E non è detto che debba essere una frizione (almeno per il caso del surplus), può essere anche un vero e proprio "innesto" azionato dalla forza centrifuga. Comunque nessuno vieta di usarlo come sistema "dedicato" solo per aria compressa.
Anche i serbatoi per GPL vengono costruiti per le stesse pressioni delle bombole, per cui si può salire di più dei soliti 8-10Kg/cm², fin verso i 15 si va sicuri, e sono tutti metricubi in più accumulati. Poi se sono quelli da interrare..... ;) Immagino però che vadano "bonificati" bene (sennò sai quanto puzza poi l'aria?...) e l'aria conviene che sia deumidificata prima di mettercela.
Alla fin fine, non è faccenda di "quanto conviene" o "quanto rende", ma di quanto può servire caso per caso, e poi il vento, come il sole, è gratis.....
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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da Dolomitico » 19 ott 2015, 18:10

Ferrobattuto ha scritto:.....Alla fin fine, non è faccenda di "quanto conviene" o "quanto rende", ma di quanto può servire caso per caso, e poi il vento, come il sole, è gratis.....


Vedo che hai capito la mia filosofia,va da sè che se hai energia in eccesso da fotovoltaico puoi usare un semplice compressore elettrico per caricare un grosso serbatoio,ma fa casino,e a me il casino non piace molto.... :D
Se il vento cè e lo fa piano piano perchè no?
Ovviamente a basso costo o anche nullo,perchè no?
Vorrei fare una parentesi automobilistica,ho letto che le macchine elettriche di ultima generazione montano una batteria da....17Kw,tipo la Vw Up e la Golf elettriche,fanno 160km con un motore da 80cv circa...
Ma in proporzione con 17kw fanno tutta quella strada? :huh: è l'equivalente di 1.7 litri"pieni" di benzina(l'energia totale di un litro sono 10kw) quando un'auto a benzina per fare 160km ne consuma in media 160km:14km/l=11.42litri... ^_^
Questo è molto INEFICENTE,ma siccome è NORMALE usarlo,lo fano tutti si fa e basta,e non ci si pensa.
Perchè questo piccolo OT?
Perchè anche se possono essere soluzione tacciate subito come stupide o banali,n realtà possono nascondere dei potenziali che non si sanno,se non discutendone.
Per dire una prova ho provato a far girare il mio modellino di motore a vapore (che di vapore non ne ha mai visto in vita sua) con il compressore fatto da me con l'estintore,e poi con un compressote da 24lt,ovviamente il tempo di esecuzione è stato immensamente più lungo,e quel motore è anche inefficente,se però gli avessi collegato una turbina semplice come quella di tesla vuoi mettere i tempi come sarebbero più lunghi?
Tutte cose che si possono fare in casa a basso costo,se si possono riciclare oggetti dismessi.
Per assurdo si può avere anche un serbatoio a 200mt di distanza da dove si usa l'aria,tanto basta un tubo in metallo o plastica per portare l'aria dove serve,sono tutte soluzioni che possono essere sperimentate.

Per la savonius la vedo più adatta,e se fa fatica basta un riduttore di giri per aumentarne la copia,i compressori da frigo sono perfetti come donatori,hanno tutto quello che serve,pistoncino,cilindro e valvoline,tutto a bagno d'olio.
Immagina di riciclare un riduttore come quello degli avvitatori...la coppia di sicuro non manca,è compatto e efficente.

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Re: Accumulo con aria compressa

Messaggio da mastrovetraio » 19 ott 2015, 20:00

Al compressore da frigo ci avevo pensato anche io, ma ero convinto fosse una sciocchezza. Lo faresti un disegnino per capire come/dove aggiungeresti una puleggia ??E perchè non usare un compressore a spirale ? Sono andato a cercare il compressore a spirale, eccolo https://en.m.wikipedia.org/wiki/Scroll_compressor. Ed ho scoperto che è una macchina reversibile, ovvero può diventare un motore se gli si fornisce un fluido in pressione.

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