Σύγκριση φυσητήρων: Κοχλιοφόρος φυσητήρας έναντι φυσητήρα Roots
Μέχρι την τελευταία δεκαετία, οι φυσητήρες χαμηλής πίεσης χρησιμοποιούσαν τεχνολογία συμπίεσης λοβών ή Roots για την παραγωγή αέρα για χρήση σε διάφορους κλάδους. Ωστόσο, ο κοχλιοφόρος φυσητήρας γίνεται η προτιμώμενη επιλογή λόγω των πλεονεκτημάτων που προσφέρει από πλευράς απόδοσης, ιδίως σε μονάδες παραγωγής τσιμέντου.
Η αρχή του φυσητήρα θετικής εκτόπισης ήταν πρωτοποριακή όταν οι αδελφοί Roots την ανακάλυψαν το 1854. Ωστόσο, τα τελευταία 150+ χρόνια σημειώθηκαν μόνο μικρές βελτιώσεις στην αποδοτικότητα.
Γι' αυτό αξίζει να συγκρίνετε τον φυσητήρα Roots με τον κοχλιοφόρο φυσητήρα.
Πώς λειτουργεί ένας φυσητήρας τύπου Roots;
Ο φυσητήρας λοβού ή "Roots" είναι ένας αεροσυμπιεστής εκτοπίσματος χωρίς βαλβίδα, χωρίς εσωτερική συμπίεση. Λειτουργεί βάσει της αρχής της ισόχωρης συμπίεσης. Ο αέρας εισέρχεται στον θάλαμο συμπίεσης και ο όγκος του αέρα παραμένει σταθερός καθώς περιστρέφονται οι πανομοιότυποι ρότορες.
Ο όγκος του θαλάμου συμπίεσης μειώνεται με τη συνεχή περιστροφή. Με αυτόν τον τρόπο, η συμπίεση λαμβάνει χώρα εξωτερικά σε πλήρη αντίθλιψη λόγω του εισερχόμενου αέρα από τη συνδεδεμένη σωλήνωση.
Η εξωτερική συμπίεση έχει ως αποτέλεσμα χαμηλή απόδοση και υψηλά επίπεδα θορύβου. Ως εκ τούτου, η χρήση της τεχνολογίας λοβών περιορίζεται σε εφαρμογές πολύ χαμηλής πίεσης και συμπίεσης σε ένα μόνο στάδιο.
Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας κοχλιοφόρων φυσητήρων
Ο κοχλιοφόρος φυσητήρας χρησιμοποιεί ένα κοχλιοφόρο στοιχείο συμπίεσης. Αποτελείται από αρσενικούς και θηλυκούς ρότορες που περιστρέφονται προς αντίθετες κατευθύνσεις ενώ μειώνεται ο όγκος ανάμεσα στους ρότορες και το περίβλημα.
Κάθε κοχλιοφόρο στοιχείο έχει σταθερό, ενσωματωμένο λόγο πίεσης και δεν έχει μηχανικές δυνάμεις που να προκαλούν ανισορροπία. Αυτό σημαίνει ότι η τεχνολογία κοχλία μπορεί να λειτουργεί σε υψηλή ταχύτητα άξονα και μπορεί να συνδυάζει μεγάλο ρυθμό παροχής με μικρές εξωτερικές διαστάσεις.
Ισόχωρη και ισεντροπική συμπίεση
Όπως επισημάνθηκε παραπάνω, οι φυσητήρες Roots λειτουργούν με βάση την αρχή της ισόχωρης συμπίεσης. Συγκριτικά, οι κοχλιοφόροι φυσητήρες με βάση την ισεντροπική συμπίεση. Για να κατανοήσετε καλύτερα τη διαφορά, αξίζει να δείτε τους τύπους και για τις δύο διαδικασίες
Ιδανικό αέριο σε ιδανική ισόχωρη συμπίεση: T 2 = T 1 (P 2 /P 1)
Ιδανικό αέριο σε ιδανική ισεντροπική συμπίεση: T 2 = T 1 (P 2 /P 1) (γ-1)/y
Κατανάλωση ενέργειας κοχλιοφόρων φυσητήρων και φυσητήρων λοβού
Με βάση τις παραπάνω πληροφορίες, είναι σαφές ότι η θερμοκρασία T2 σε ισεντροπική συμπίεση είναι χαμηλότερη από εκείνη που απαντάται στην ισόχωρη συμπίεση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μεταφέρεται λιγότερο έργο σε θερμότητα σε σύγκριση με το στοιχείο λοβού όπου η εργασία ακτινοβολείται ως θερμότητα
Με πιο απλά λόγια, η απόδοση του κοχλιοφόρου στοιχείου είναι υψηλότερη από εκείνη του στοιχείου λοβού με την ίδια πίεση.
Ας κατανοήσουμε αυτήν την έννοια με τη βοήθεια ενός παραδείγματος:
Για θερμοκρασία περιβάλλοντος 35 °C.
Ονομαστική παροχή: 2000 m3/hr
Πίεση: 1,2 – 0,7 bar(g)
Η ισχύς που καταναλώνεται από έναν φυσητήρα Roots είναι 60 kW με θερμοκρασία εξόδου αέρα 125 °C. Με τον κοχλιοφόρο φυσητήρα, η καταναλισκόμενη ισχύς είναι 43 kW με θερμοκρασία εξόδου αέρα 94 °C.
Έτσι, ένας κοχλιοφόρος φυσητήρας είναι πολύ πιο αποδοτικός ενεργειακά από έναν φυσητήρα Roots.
Διάγραμμα πίεσης/όγκου φυσητήρα λοβού
Διάγραμμα πίεσης/όγκου κοχλιοφόρου φυσητήρα
Κάντε λήψη της μελέτης μας για τους φυσητήρες κοχλία και λοβού
Συμπέρασμα
Στον κοχλιοφόρο φυσητήρα, η εσωτερική διαδρομή παροχής αέρα έχει βελτιστοποιηθεί για να μειωθούν οι πτώσεις πίεσης και οι αναταράξεις του αέρα.
Το πακέτο περιλαμβάνει ένα ενσωματωμένο κιβώτιο απευθείας μετάδοσης κίνησης αντί για ένα σύστημα ιμάντα/τροχαλίας. Αυτό μειώνει τις απώλειες μετάδοσης κίνησης.
Ο συνδυασμός αυτών των στοιχείων και της ενσωματωμένης μονάδας μετάδοσης κίνησης μεταβλητών στροφών (VSD) έχει ως αποτέλεσμα έναν κοχλιοφόρο φυσητήρα που χρησιμοποιεί 30% λιγότερη ενέργεια από τους φυσητήρες λοβού.
Επιπλέον, ένας ενσωματωμένος ελεγκτής Elektronikon μπορεί να παρακολουθεί τη λειτουργία 24 ώρες την ημέρα, 7 ημέρες την εβδομάδα για να διασφαλίζει τη μέγιστη αξιοπιστία.
Όλα αυτά τα πλεονεκτήματα σε συνδυασμό με την εξοικονόμηση ενέργειας καθιστούν τους κοχλιοφόρους φυσητήρες την προτιμώμενη επιλογή έναντι των φυσητήρων Roots.