mauro arsenio - dorin - compressori a velocita’ variabile: vantaggi e sfide
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1Ing. Mauro Arsenio
Officine Mario Dorin S.p.A.Officine Mario Dorin S.p.A.
COMPRESSORI PER REFRIGERAZIONECOMPRESSORI PER REFRIGERAZIONE
FUNZIONAMENTO A FREQUENZA FUNZIONAMENTO A FREQUENZA VARIABILE VARIABILE
2
THE GLOBAL SOLUTION FOR COMMERCIAL REFRIGERATION SYSTEMSTHE GLOBAL SOLUTION FOR COMMERCIAL REFRIGERATION SYSTEMS
Ing. Mauro Arsenio
1. Officine Mario Dorin: l’azienda
2. La gamma di prodotti
3. Gamma H: controllo di frequenza
4. Gamma HI
SOMMARIO
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1.1. Officine Mario Dorin: general overviewOfficine Mario Dorin: general overview
Ditta fondata nel 1918
primo compressore aperto per CFC: 1932
primo compressore semi-ermetico CFC: 1952
Helium leak test dal 1980
lubrificazione a disco fino al 20 hp dal 1985
funzionamento con inverter dal 1990
compressori per CO2 trans-critici dal 1995
3 stabilimenti in Firenze – Italia
1 stabilimento a Shanghai, China
n°150 dipendenti
ad oggi: più di 12.000 CO2 compressori a CO2 già installati
volumi: 60.000 HFC compressori (CO2 sub-critical)
2.500 Trans-critici CO2
5000 unità condensatrici
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centrali
Installazioni ferroviarie
Installazioni industriali oil and gas
Applicazione su navi
Pompe di calore per acqua calda
Piste di pattinaggio
Macchine da gelato
Rete di distribuzione
DORIN COMPRESSORS: REFERENCE LISTDORIN COMPRESSORS: REFERENCE LIST
1.1. Officine Mario Dorin: general overviewOfficine Mario Dorin: general overview
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compressori semiermetici singolo e doppio stadio da 0.5hp a 90hp da 2.89 m3/h a 244 m3/h compressori semiermetici con inverter INVERTER (20-90) Hz R134a: gamma ECOPREMIUM compressori aperti unità condensatrici con compressori semiermetici unità condensatrici con compressori aperti
HFC
compressori semiermetici modelli trans critici da 1.10 m3/h a 30.5 m3/h da 1.5hp a 50hp modelli a singolo e doppio stadio modelli sub critici: da 1.89 m3/h a 48.8 m3/h da 1.0hp a 25hp
CO2
2.2. G Gamma prodottiamma prodotti
HC compressori semiermetici approvati ATEX da 0.5hp a 90hp da 2.89 m3/h a 245 m3/h
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la possibilità di lavorare a carichi parziali è fondamentale per migliorare l’efficienza
COMPRESSOR ON-OFF CYCLING
economico
non efficiente
rischioso per l’affidabilità del compressore
CONTROLLO DI CAPACITÀ
ECONOMICO
non efficiente
rischioso per l’affidabilità (INCREASED THERMAL LOAD DUE TO GAS BY-PASS)
non possibile sui compressori 2 cilindri
FUNZIONAMENTO A FREQUENZA VARIABILE : CON INVERTER
costoso, ma i costi stanno diminuendo
comporta un accurato design di impianto
(OIL MANAGEMENT, COMPONENT SELECTION, RESONANCES, HARMONICS, …)
molto efficiente
…
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3.3. Gamma H: controllo di frequenzaGamma H: controllo di frequenza
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FUNZIONAMENTO A FREQUENZA VARIABILE: INVERTER
ESREMAMENTE EFFICIENTE
ADATTO A TUTTI I COMPRESSORI, ANCHE I DUE CILINDRI
VARIAZIONE POTENZA DOLCE E LINEARE
MIGLIORE CONSERVAZIONE DEL PRODOTTO
MINORI EMISSIONI SONORE
RISCHIO LIMITATO DI LIQUIDO ALLA PARTENZA
DOWNSIZE DEL COMPRESSORE NELLE APPLICAZIONI A PIENO CARICO
SISTEMA INTRINSECAMENTE PIU SICURO
INCREMENTO DELLA TEMPERATURA DI EVAPORAZIONE MEDIA
DIMINUZIONE DELLA TEMPERATURA DI MANDATA MEDIA
…
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3.3. Gamma H: controllo di frequenzaGamma H: controllo di frequenza
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variazione lineare della resa frigorifera drastica riduzione dei cicli start stop consistente risparmio energetico migliore conservazione del prodotto
With
Inverter60
80
100
120
140
0
20
40
Systems equipped with inverter
6.6. HI RangeHI Range
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Andamento pressione aspirazione
o SENZA INVERTER
CON INVERTER
6.6. HI RangeHI Range
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unità condensatrici: confronto prestazionale
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3.3. Gamma H: controllo di frequenzaGamma H: controllo di frequenza
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15% savings
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unità condensatrici: confronto prestazionale
3.3. Gamma H: controllo di frequenzaGamma H: controllo di frequenza
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-10°C / 45°C R404A
-8°C / 43°C R404A
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3.3. Gamma H: controllo di frequenzaGamma H: controllo di frequenza
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il compressore viene attivato con una certa rampa ad accelerazione costante
( 5s-8s per raggiungere 50Hz)
l’inverter modifica la tensione e la frequenza in uscita sulla base di un impulso di corrente (4-20 mA) o di tensione (0-10 V)
RAPPORTO TENSIONE SU FREQUENZA (V/f)
CONSTANTE
A DETERMINATE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO LA CORRENTE ASSORBITA NON CAMBIA
VARIABILE (UNDERVOLTAGE)
STESSANTE PER IL MOTORE A FREQUENZE SUPERIORI A QUELLA DI RETE
MAX and MIN SPEED DA DETERMINARE SULLA BASE DI:
REFRIGERANTE E CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO
CARATTERISTICHE MECCANICHE (N° OF CYLINDERS, LUBRICATION, …)
i trasduttori di pressioni sono utilizzati come dati in input:
incremento della pressione di evaporazione richiede un’accelerazione del compressore
incremento della pressione di mandata può provocare un rallentamento
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3.3. Gamma H: controllo di frequenzaGamma H: controllo di frequenza
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MINIMA FREQUENZA RAGGIUNGIBILE
LIMITI APPLICAZIONE A FREQUENZA VARIABILE
compressori 2 cilindri: 30-35 Hz
compressori 4 cilindri con lubrificazione a sbattimento 25 Hz
compressori con pompa olio 30 Hz
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3.3. Gamma H: controllo di frequenzaGamma H: controllo di frequenza
MASSIMA FREQUENZA RAGGIUNGIBILE
Dipende dal tipo di collegamento e dalle condizioni di lavoro del compressore: temperatura evaporazione, condensazione, tipo
di refrigerante
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FUNZIONAMENTO COMPRESSORE A FREQUENZE MAGGIORI DI QUELLA DI RETE
I C400V
50Hz
1) COMPRESSORE COLLEGATO 220V - 50Hz (DELTA or PWS or DIRECT): V/f = 4.5
INVERTER OUTPUT DEVE ESSERE IMPOSTATO A 220V 50Hz
POSSIBILITÀ DI DIMINUIRE E INCREMENTARE LA FREQUENZA
V/f COSTANTE
IN CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO COSTANTI LA CORRENTE RIMANE COSTANTE
INVERTER INPUT: 400V - 50Hz
INVERTER OUTPUT DA DETERMINARSI IN ACCORDO CON LE CARATTERISTICHE DI INPUT DEL MOTORE
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3.3. Gamma H: controllo di frequenzaGamma H: controllo di frequenza
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I C400V
50Hz
FUNZIONAMENTO DEL COMPRESSORE A FREQUENZE MAGGIORI DI QUELLA DI RETE
2) COMPRESSORE COLLEGATO 400V - 50Hz (STAR or PWS or DIRECT): V/f = 8
INVERTER OUTPUT DEVE ESSERE IMPOSTATOA 400V 50Hz
POSSIBILITA’ DI RALLENTARE IL COMPRESSORE SE SI VUOLE MANTNERE V/f COSTANTE
RALLENTANDO IL COMPRESSORE LA CORRENTE ASSORBITA RIMARRA COSTANTE
AUMENTANDO IL COMPRESSORE LAVORERÀ SOTTOALIMENTATO: NON E’ POSSIBILE MANTENERE V/f COSTANTE
LA CORRENTE ASSORBITA AUMENTERA’
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INVERTER INPUT: 400V - 50Hz
INVERTER OUTPUT DA DETERMINARSI IN ACCORDO CON LE CARATTERISTICHE DEL MOTORE
3.3. Gamma H: controllo di frequenzaGamma H: controllo di frequenza
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I C400V
50Hz
2) COMPRESSORE COLLEGATO 400V - 50Hz (STAR or PWS or DIRECT): V/f = 4.5
INCREMENTO DI FREQUENZA PUÒ ESSERE GRAVOSO PER IL MOTORE
LA FREQUENZA MASSIMA DIPENDERA’ DALLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO (REFRIGERANT, OPERATING PRESSURES, …)
IN QUESTE CONDIZIONI SI CONSIGLIA DI USARE SOLO COMPRESSORI CC PER HFC
IN QUESTE CONDIZIONI SI CONSIGLIA DI USARE SOLO COMPRESSORI H C02
fmax ≤ 70 Hz
fmax =
I (50Hz, LP, HP)
a * FLA (400V) * 50 (Hz)
I (50Hz, LP, HP) : 50Hz CORRENTE ASSORBITA A 50 Hz a determinate
condizioni di lavoro
FLA (400V) : massima corrente di funzionamento a 50 Hz
a : coefficiente che dipende dal compressore
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FUNZIONAMENTO COMPRESSORE A FREQUENZE MAGGIORI DI QUELLA DI RETE
INVERTER INPUT: 400V - 50Hz
INVERTER OUTPUT DA DETERMINARSI IN ACCORDO CON LE CARATTERISTICHE DEL MOTORE
3.3. Gamma H: controllo di frequenzaGamma H: controllo di frequenza
18
fmax ≤ 70 Hz fmax =
I (50Hz, LP, HP)
a * FLA (400V) * 50 (Hz)
H1501CC - 400V - PWS A 0°C / 45°C CON R404A
QUAL è LA MASSIMA VELOCITA’ RAGGIUNGIBILE ?
50 Hz
[m3/h]
60 Hz
[m3/h]
220-
240
/ 1 /
50
208-
230
/ 1 /
60
115
/ 1 /
60
220-
240
/ 3 /
5026
5-29
0 / 3
/ 60
∆
380-
420
/ 3 /
5044
0-48
0 / 3
/ 60
Y
208-
230
/ 3 /
60∆
360-
400
/ 3 /
60Y
200
/ 3 /
50-6
0∆
380-
420
/ 3 /
5044
0-48
0 / 3
/ 60
PW
S
220-
240
/ 3 /
50P
WS
208-
230
/ 3 /
60P
WS
360-
400
/ 3 /
60P
WS
500-
550
/ 3 /
50
H851CS 42,81 51,38 - - - 34,5 20,0 41,5 24,0 - 20,0 34,5 41,5 24,0 14,5
H1201CC 42,81 51,38 - - - 48,5 28,0 58 33,5 - 28,0 48,5 58 33,5 14,5
H1001CS 48,82 58,58 - - - 41,5 24,0 50 29,0 - 24,0 41,5 50 29,0 14,5
H1501CC 48,82 58,58 - - - 59 34,0 71 41,0 - 34,0 59 71 41,0 26,0
H1501CS 56,87 68,25 - - - 48,5 28,0 58 33,5 - 28,0 48,5 58 33,5 14,5
H2001CC 56,87 68,25 - - - 66 38,0 79 45,5 - 38,0 66 79 45,5 29,0
H1601CS 63,76 76,51 - - - 59 34,0 71 41,0 - 34,0 59 71 41,0 26,0
H2201CC 63,76 76,51 - - - 78 45,0 93 54 - 45,0 78 93 54 34,5
H2000CS 75,83 91,00 - - - 66 38,0 79 45,5 - 38,0 66 79 45,5 -
H2500CC 75,83 91,00 - - - 83 48,0 100 58 - 48,0 83 100 58 -
H2500CS 85,01 102,02 - - - 78 45,0 93 54 - 45,0 78 93 54 -
H3000CC 85,01 102,02 - - - 97 56 116 67 - 56 97 116 67 -
H2700CS 92,25 110,69 - - - 83 48,0 100 58 - 48,0 83 100 58 -
H3200CC 92,25 110,69 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -
H2900CS 102,35 122,82 - - - 97 56 116 67 - 56 97 116 67 -
H3400CC 102,35 122,82 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -
H3000CS 113,74 136,49 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -
H3500CC 113,74 136,49 - - - 114 66 137 79 - 66 114 137 79 -
H3500CS 127,52 153,02 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -
H4000CC 127,52 153,02 - - - 130 75 156 90 - 75 130 156 90 -
H4000CS 138,37 166,04 - - - 114 66 137 79 - 66 114 137 79 -
H4500CC 138,37 166,04 - - - 145 84 175 101 - 84 145 175 101 -
H4500CS 153,52 184,22 - - - 130 75 156 90 - 75 130 156 90 -
H5000CC 153,52 184,22 - - - 161 93 193 112 - 93 161 193 112 -
H5000CS 164,30 197,16 - - - 156 90 187 108 - 90 156 187 108 -
H5500CC 164,30 197,16 - - - 182 105 218 126 - 105 182 218 126 -
H5500CS 184,19 221,03 - - - 182 105 218 126 - 105 182 218 126 -
H6000CC 184,19 221,03 - - - 208 120 249 144 - 120 208 249 144 -
H6000CS 199,86 239,83 - - - 182 105 218 126 - 105 182 218 126 -
H7500CC 199,86 239,83 - - - 256 148 308 178 - 148 256 308 178 -
H7501CS 221,75 266,10 - - - 208 120 249 144 - 120 208 249 144 -
H8001CC 221,75 266,10 - - - 256 148 308 178 - 148 256 308 178 -
H8000CS 244,78 293,74 - - - 208 120 249 144 - 120 208 249 144 -
H9000CC 244,78 293,74 - - - 256 148 308 178 - 148 256 308 178 -
H7
H6
H5
SerieRangeSerieSerie
ModelloModel
ModèleTyp
H41
Vol. Spost.DisplacementVolume bal.
Fördervolumen
Max corrente di funzionamento / Max operating current Max intensité de fonctionnement / Max Betriebsstrom
V / ph / Hz[A]
50 Hz
[m3/h]
60 Hz
[m3/h]
220-
240
/ 1 /
50
208-
230
/ 1 /
60
115
/ 1 /
60
220-
240
/ 3 /
5026
5-29
0 / 3
/ 60
∆
380-
420
/ 3 /
5044
0-48
0 / 3
/ 60
Y
208-
230
/ 3 /
60∆
360-
400
/ 3 /
60Y
200
/ 3 /
50-6
0∆
380-
420
/ 3 /
5044
0-48
0 / 3
/ 60
PW
S
220-
240
/ 3 /
50P
WS
208-
230
/ 3 /
60P
WS
360-
400
/ 3 /
60P
WS
500-
550
/ 3 /
50
H851CS 42,81 51,38 - - - 34,5 20,0 41,5 24,0 - 20,0 34,5 41,5 24,0 14,5
H1201CC 42,81 51,38 - - - 48,5 28,0 58 33,5 - 28,0 48,5 58 33,5 14,5
H1001CS 48,82 58,58 - - - 41,5 24,0 50 29,0 - 24,0 41,5 50 29,0 14,5
H1501CC 48,82 58,58 - - - 59 34,0 71 41,0 - 34,0 59 71 41,0 26,0
H1501CS 56,87 68,25 - - - 48,5 28,0 58 33,5 - 28,0 48,5 58 33,5 14,5
H2001CC 56,87 68,25 - - - 66 38,0 79 45,5 - 38,0 66 79 45,5 29,0
H1601CS 63,76 76,51 - - - 59 34,0 71 41,0 - 34,0 59 71 41,0 26,0
H2201CC 63,76 76,51 - - - 78 45,0 93 54 - 45,0 78 93 54 34,5
H2000CS 75,83 91,00 - - - 66 38,0 79 45,5 - 38,0 66 79 45,5 -
H2500CC 75,83 91,00 - - - 83 48,0 100 58 - 48,0 83 100 58 -
H2500CS 85,01 102,02 - - - 78 45,0 93 54 - 45,0 78 93 54 -
H3000CC 85,01 102,02 - - - 97 56 116 67 - 56 97 116 67 -
H2700CS 92,25 110,69 - - - 83 48,0 100 58 - 48,0 83 100 58 -
H3200CC 92,25 110,69 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -
H2900CS 102,35 122,82 - - - 97 56 116 67 - 56 97 116 67 -
H3400CC 102,35 122,82 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -
H3000CS 113,74 136,49 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -
H3500CC 113,74 136,49 - - - 114 66 137 79 - 66 114 137 79 -
H3500CS 127,52 153,02 - - - 104 60 125 72 - 60 104 125 72 -
H4000CC 127,52 153,02 - - - 130 75 156 90 - 75 130 156 90 -
H4000CS 138,37 166,04 - - - 114 66 137 79 - 66 114 137 79 -
H4500CC 138,37 166,04 - - - 145 84 175 101 - 84 145 175 101 -
H4500CS 153,52 184,22 - - - 130 75 156 90 - 75 130 156 90 -
H5000CC 153,52 184,22 - - - 161 93 193 112 - 93 161 193 112 -
H5000CS 164,30 197,16 - - - 156 90 187 108 - 90 156 187 108 -
H5500CC 164,30 197,16 - - - 182 105 218 126 - 105 182 218 126 -
H5500CS 184,19 221,03 - - - 182 105 218 126 - 105 182 218 126 -
H6000CC 184,19 221,03 - - - 208 120 249 144 - 120 208 249 144 -
H6000CS 199,86 239,83 - - - 182 105 218 126 - 105 182 218 126 -
H7500CC 199,86 239,83 - - - 256 148 308 178 - 148 256 308 178 -
H7501CS 221,75 266,10 - - - 208 120 249 144 - 120 208 249 144 -
H8001CC 221,75 266,10 - - - 256 148 308 178 - 148 256 308 178 -
H8000CS 244,78 293,74 - - - 208 120 249 144 - 120 208 249 144 -
H9000CC 244,78 293,74 - - - 256 148 308 178 - 148 256 308 178 -
H7
H6
H5
SerieRangeSerieSerie
ModelloModel
ModèleTyp
H41
Vol. Spost.DisplacementVolume bal.
Fördervolumen
Max corrente di funzionamento / Max operating current Max intensité de fonctionnement / Max Betriebsstrom
V / ph / Hz[A]
= 65.7 Hz (≤ 70 Hz)
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3.3. Gamma H: controllo di frequenzaGamma H: controllo di frequenza
19
fmax ≤ 70 Hz fmax =
I (50Hz, LP, HP)
a * FLA (400V) * 50 (Hz)
a : coefficiente che dipende dal tipo di compressore
HFC CO2 TRANS-CRITICAL CO2 SUB-CRITICAL
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3.3. Gamma H: controllo di frequenzaGamma H: controllo di frequenza
20
fmax ≤ 70 Hz fmax =
I (50Hz, LP, HP)
a * FLA (400V) * 50 (Hz)
funzionamento oltre la frequenza di rete
condizioni di sottoalimentazione:
IL MOTORE DOVE POTRÀ ARRIVARE?? (MODELLI CC !!)
DIEPENDE DALLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO !!
-20 °C / 45°C 0 °C / 45°C
LA MASSIMA VELOCITA’ RAGGIUNGIBILE DIPENDE DA QUANTO SIAMO DISTANTI DALL’ANGOLO SUPERIORE DEL DIAGRAMMA DI APPLICAZIONE
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3.3. Gamma H: controllo di frequenzaGamma H: controllo di frequenza
21
INVERTER DEVE POTER ASSORBINE ALEMNO1,5*FLA PER ALMENO 60s
IL COMPRESSORE VERRA’ ATTIVATO CON UNA RAMPA AD ACCELERAZIONE COSTANTE
( 5s - 10s TO DA 0Hz A 50Hz)
INVERTER DEVE VARIARE LA TENSIONE E LA FREQUENZA SULLA BASE DI
INPUT DI CORRRENTE (4-20 mA) O DI TENSIONE (0-10 V)
(1) FLA MASSIMA CORRENTE DI FUNZIONAMENTO INDICATA IN TARGHETTA
INVERTER DEVE ESSERE DOTATO DI FILTRI SPECIFICI
I FILTRI SONO RACCOMANDATI PER PROTEGGERE IL COMPRESSORE CONTRO LE PULSAZIONI DI PRESSIONE
LA SELEZIONE DELL’INVERTER DEVE ESSERE FATTA IN ACCORDO CON I FORNITORI DELL’INVERTER
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3.3. Gamma H: controllo di frequenzaGamma H: controllo di frequenza
22
4.4. GAMMA HIGAMMA HI
CAMERA PER SMORZAMENTO PULSAZIONI DI MANDATA
ACCUMULATORE CINETICO PER STABILZZARE FINO A 10 Hz (test lab)
MOTORI AD ISOLAMENTO SPECIALE
RUBINETTO ASPIRAZIONE SU COPERCHIO MOTORE PER MIGLIORARE IL RAFFREDDAMENTO
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23
20 Hz
90 Hz90 Hz
90 Hz
90 Hz
90 Hz
90 Hz
90 Hz
75 Hz
75 Hz
20 Hz20 Hz
20 Hz20 Hz
20 Hz20 Hz
20 Hz20 Hz
90 Hz
20 Hz
90 Hz
20 Hz
20 Hz20 Hz
90 Hz90 Hz90 Hz90 Hz
90 Hz90 Hz
90 Hz90 Hz
90 Hz90 Hz
90 Hz90 Hz
90 Hz90 Hz
75 Hz75 Hz
75 Hz75 Hz
20 Hz20 Hz20 Hz20 Hz
20 Hz20 Hz20 Hz20 Hz
20 Hz20 Hz20 Hz20 Hz
20 Hz20 Hz20 Hz20 Hz
90 Hz90 Hz
20 Hz20 Hz
90 Hz90 Hz
20 Hz20 Hz
possibilità di lavorare tra 20 e 90 HZ*
11 MODELS
compressori sviluppati per l’uso con inverter: HI (PATENTS PENDING)
4.4. Gamma Gamma HIHI
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Compressori testati in condizioni di funzionamento particolarmente gravose
lubrificazione ancora migliorata
raffreddamento motore particolarmente curato
funzionamento dolce e graduale
4.4. Gamma Gamma HI: caratteristicheHI: caratteristiche
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GRAZIE PER L’ATTENZIONE
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