Puhaltimen esittely: ruuvipuhallin vai root-puhallin
Viime vuosikymmeneen asti matalapainepuhaltimet käyttivät kiertomäntä- tai root-puristustekniikkaa ilman tuottamiseen eri teollisuudenaloilla. Ruuvipuhaltimesta on kuitenkin tulossa suositeltava vaihtoehto sen tehokkuushyötyjen ansiosta – erityisesti sementtilaitoksissa.
Syrjäytyspuhaltimen periaate oli alansa huippua, kun Rootsin veljekset keksivät sen vuonna 1854. Tehokkuuden parantuminen on kuitenkin ollut vähäistä viimeisten 150 vuoden aikana.
Siksi on syytä verrata root-puhallinta ruuvipuhaltimeen.
Miten root-puhallin toimii?
Kiertomäntä- eli ”root”-puhallin on venttiilitön kompressori ilman sisäistä puristusta. Se toimii isokoorisen puristuksen periaatteella. Ilma tulee puristuskammioon ja ilman tilavuus pysyy vakiona, kun identtiset roottorit pyörivät.
Puristuskammion tilavuus pienenee jatkuvan pyörimisen myötä. Puristuminen tapahtuu ulkoisesti täyttä vastapainetta vastaan, joka johtuu liitetystä putkesta tulevasta ilmasta.
Ulkoinen puristus johtaa vähäiseen tehokkuuteen ja korkeaan melutasoon. Tämän seurauksena kiertomäntätekniikan käyttö on rajoitettu erittäin matalapaineisiin sovelluksiin ja puristukseen yhdessä vaiheessa.
Ruuvipuhallintekniikan edut
Ruuvityyppinen puhallin käyttää ruuvipuristuselementtiä. Se koostuu uros- ja naarasroottoreista, jotka pyörivät vastakkaisiin suuntiin samalla, kun roottorien ja kotelon välinen tilavuus pienenee.
Jokaisella ruuvielementillä on kiinteä, sisäänrakennettu painesuhde, eikä lainkaan mekaanisia voimia, jotka aiheuttavat epätasapainoa. Tämä tarkoittaa, että ruuvitekniikka voi toimia suurella akselinopeudella ja yhdistää suuren virtausnopeuden pieniin ulkomittoihin.
Isokoorinen vai isentrooppinen puristus
Kuten edellä todettiin, root-puhaltimet toimivat isokoorisen puristuksen periaatteella. Ruuvipuhaltimet puolestaan käyttävät isentrooppista puristusta. Jotta eron ymmärtäisi paremmin, kannattaa tarkastella molempien prosessien kaavoja
Ideaalikaasu ihanteellisessa isokoorisessa puristuksessa: T 2 = T 1 (P 2 / P 1)
Ideaalikaasu ihanteellisessa isentrooppisessa puristuksessa: T 2 = T 1 (P 2 / P 1) (γ-1)/y
Ruuvi- ja kiertomäntäpuhaltimien energiankulutus
Edellä esitettyjen tietojen perusteella on selvää, että lämpötila T2 isentrooppisessa puristuksessa on alhaisempi kuin isokoorisessa puristuksessa. Tämä johtuu siitä, että vähemmän työtä muunnetaan lämmöksi verrattuna kiertomäntäelementtiin, jossa työ säteilee lämpönä
Yksinkertaisesti sanottuna ruuvielementin tehokkuus on suurempi kuin kiertomäntäelementin samassa paineessa.
Käsitellään tätä konseptia esimerkin avulla:
Kun ympäristön lämpötila on 35 °C
Nimellisvirtaus: 2000 m3/h
Paine: 0,7 bar(g)
Root-puhaltimen kuluttama teho on 60 kW lähtöilman lämpötilan ollessa 125 °C. Ruuvipuhaltimella kulutettu teho on 43 kW lähtöilman lämpötilan ollessa 94 °C.
Näin ruuvipuhallin on paljon energiatehokkaampi kuin root-puhallin.
Kiertomäntäpuhaltimen paine-/tilavuuskaavio
Ruuvipuhaltimen paine-/tilavuuskaavio
Lataa tutkimus ruuvi- ja kiertomäntäpuhaltimista
Yhteenveto
Ruuvipuhaltimessa sisäinen ilmavirtausreitti on optimoitu vähentämään painehäviötä ja ilman turbulenssia.
Pakettiin kuuluu suorakäyttö, johon on integroitu vaihteisto hihna-/hihnapyöräjärjestelmän sijaan. Tämä vähentää voimansiirtohäviöitä.
Näiden elementtien ja integroidun taajuusmuuttajaohjatun käytön (VSD) yhdistelmä tuottaa ruuvipuhaltimen, joka käyttää 30 % vähemmän energiaa kuin kiertomäntäpuhaltimet.
Lisäksi integroitu Elektronikon-säädin voi valvoa toimintoja 24/7 ja varmistaa maksimaalisen luotettavuuden.
Kaikki nämä edut yhdessä energiansäästöjen kanssa tekevät ruuvipuhaltimista suositeltavan vaihtoehdon root-puhaltimiin verrattuna.