Poređenje duvaljki: vijčane u odnosu na Rutsove (bregaste)
Do poslednje decenije, duvaljke niskog pritiska koristile su bregastu ili Rutsovu tehnologiju kompresije za proizvodnju vazduha za upotrebu u raznim industrijama. Međutim, vijčana duvaljka postaje poželjna opcija zbog svoje efikasnosti - posebno u fabrikama za proizvodnju cementa.
Princip pozitivnih deplasmanskih duvaljki bio je najsavremeniji izum kada su ga braća Ruts otkrila 1854. Uz to, bilo je samo manjih poboljšanja efikasnosti u poslednjih 150 i više godina.
Zbog toga je vredno uporediti Rutsovu duvaljku s vijčanom.
Kako funkcioniše Rutsova duvaljka?
Bregasta ili "Rutsova" duvaljka je deplasmanski bezventilni kompresor i bez unutrašnje kompresije. Radi na principu izohorne kompresije. Ovde vazduh ulazi u komoru za kompresiju i zapremina vazduha ostaje konstantna dok identični rotori vrše rotaciju.
Zapremina komore za kompresiju se smanjuje tokom rotacije. Pri tome se kompresija vrši spolja spram punog kontrapritiska zahvaljujući dolaznom vazduhu iz priključenog cevovoda.
Eksterna kompresija dovodi do niske efikasnosti i visokog nivoa buke. Kao rezultat toga, upotreba bregaste tehnologije se svodi na primene s veoma niskim pritiskom i kompresiju u jednoj fazi.
Prednosti tehnologije vijčanih duvaljki
Vijčana duvaljka koristi element za vijčanu kompresiju. Sastoji se od muškog i ženskog rotora koji rotiraju u suprotnim smerovima dok se zapremina između rotora i kućišta smanjuje.
Svaki vijčani element ima fiksni, ugrađeni odnos pritiska i nema mehaničke sile koja bi dovela do neuravnoteženosti. To znači da vijčana tehnologija može da radi pri velikoj brzini osovine i može da kombinuje veliki protok sa malim spoljašnjim dimenzijama.
Izohorska u odnosu na izentropsku kompresiju
As pointed out above, Roots blowers work on the principle of isochoric compression. By comparison, screw blowers on isentropic compression. To better understand the difference, it's worth looking at the formulae for both processes
Kao što je gore navedeno, Rutsove duvaljke rade na principu izohorne kompresije. Poređenja radi, vijčane duvaljke vrše izentropsku kompresiju. Da biste bolje razumeli razliku, zgodno je pogledati formule za oba procesa:
Idealan gas u idealnoj izohorskoj kompresiji: T 2 = T 1 (P 2 /P 1)
Idealan gas u idealnoj izentropskoj kompresiji: T 2 = T 1 (P 2 /P 1) (γ-1)/y
Potrošnja energije vijčanih i bregastih duvaljki
Na osnovu informacija izloženih iznad, jasno je da je temperatura T2 u izentropskoj kompresiji niža od one koja se nalazi u izohorsknoj kompresiji. To je zato što manje rada prelazi u toplotu u poređenju s bregastim elementom gde rad zrači u obliku toplote
Jednostavnije rečeno, efikasnost vijčanog elementa je veća od bregastog pri istom pritisku.
Hajde da razumemo ovaj koncept uz pomoć primera:
Za temperaturu okoline od 35 °C
Nazivni proto: 2000 m3/hr
Pritisak: 0.7 bar(g)
Snaga koju troši Rutsova duvaljka je 60 kW s izlaznom temperaturom vazduha od 125 °C. Kod vijčane duvaljke, potrošena snaga iznosi 43 kW uz temperaturu izlaznog vazduha od 94 °C.
Stoga je vijčana duvaljka energetski mnogo efikasnija od bregaste duvaljke..
Dijagram pritiska/zapremine bregaste duvaljke
Dijagram pritiska/zapremina vijčane duvaljke
Zaključak
Kod vijčane duvaljke, put unutrašnjeg vazdušnog toka je optimizovan da smanji padove pritiska i turbulenciju vazduha.
Paket obuhvata i integrisani menjač s direktnim pogonom umesto sistema kaiš/remenica. To smanjuje gubitke u prenosu.
Kombinacija ovih elemenata plus integrisani pogon s frekventnom regulacijom brzine (VSD) dovodi do toga da vijčana duvaljka koristi 30% manje energije od bregaste.
Dodatno, integrisani Elektronikon kontroler može da nadzire vaš rad 24/7, da bi se osigurala maksimalna pouzdanost.
Sve ove prednosti zajedno s uštedom energije čine vijčane duvaljke poželjnijim izborom u odnosu na bregaste.