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Industria Cemento

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Soffiante a vite e soffiante a lobi Roots a confronto

Anche se le soffianti a vite e a lobi Roots non sono ampiamente riconosciute come sistemi di compressione a media pressione, queste apparecchiature sono essenziali per diversi settori. Tra questi, l'acquacoltura, i cementifici, la desolforazione di gas di combustione, l'industria alimentare e delle bevande, l'industria dei tessuti non tessuti e il trasporto pneumatico. 

 

Diversi impianti utilizzano i tipici compressori d'aria a media pressione che producono da 7 a 8 bar, mentre per le applicazioni a bassa pressione sono necessari solo fino a 2 bar. Ciò comporta un consumo energetico e costi eccessivi. 

 

Tenendo presente questo aspetto, una soffiante a vite o a lobi (Roots) a bassa pressione produce generalmente una pressione compresa tra 0,3 e 1 bar. Di conseguenza, sono ideali per applicazioni a bassa pressione. La tecnologia a lobi (Roots) esiste da quando Francis e Philander Roots la svilupparono nel 1854 e da allora non si è evoluta molto. 

 

In questo articolo, analizziamo la tecnologia a lobi (Roots) e a vite nelle soffianti a bassa pressione e sottolineiamo perché le soffianti a vite rappresentano una soluzione migliore per le applicazioni a bassa pressione. Leggi di seguito per ulteriori informazioni. 

Come funziona una soffiante a lobi o Roots?

Una soffiante a lobi o a lobi Roots è una soffiante a bassa pressione che utilizza la compressione isocora. Ciò significa che il volume dell'aria nella camera di compressione rimane costante. I rotori dei lobi nella camera ruotano, riducendo il volume della camera e provocando la compressione.

 

La compressione avviene all'esterno contrastando l'intera contropressione a causa dell'aria in ingresso proveniente da una tubazione collegata. La compressione esterna comporta una bassa efficienza e livelli di rumore elevati.

 Di conseguenza, l'uso della tecnologia a lobi è limitato alle applicazioni a bassa pressione in un singolo stadio. Sono disponibili versioni a due e tre stadi, ma non sono molto diffuse a causa della loro bassa efficienza e degli elevati livelli di rumore.

 

Una soffiante a lobi o a lobi Roots è realizzata per l'uso a bassa pressione. Tuttavia, non è la scelta migliore per i motivi di cui sopra. Il settore industriale odierno richiede apparecchiature efficienti, che mantengano i costi il più bassi possibile.

Diagramma di pressione/volume di una soffiante a lobi

4-1: Presa d'aria - aumento del volume verso Vs

1-2: Compressione tramite flusso di ritorno dal serbatoio alla soffiante

2-3: Mandata dell'aria dalla soffiante al serbatoio

L'area rettangolare 1-2-3-4 rappresenta il lavoro di compressione Wt.

Il consumo energetico è proporzionale all'area blu 1-2-3-4

Diagramma di pressione/volume di una soffiante a vite

4-1: Aspirazione. L'aria entra nella camera di compressione.

1-2: Compressione interna. Mentre i rotori si muovono l'uno verso l'altro, il volume dell'aria diminuisce.

2-3: Scarico. L'aria viene spinta verso l'esterno nella tubazione e inviata al serbatoio

Come funziona una soffiante a vite?

Soffianti ZS VSD
A differenza delle soffianti a lobi o Roots, la soffiante a vite funziona in base al principio della compressione isoentropica. Segue un meccanismo simile a quello dei compressori rotativi a vite. La soffiante a vite è dotata di un rotore maschio e uno femmina che ruotano in direzione opposta. In questo modo si riduce il volume tra i rotori per generare aria compressa.

Perché le soffianti a vite sono una scelta migliore delle soffianti a lobi Roots

Il funzionamento di un compressore d'aria rappresenta fino all'80% dei costi energetici.

Detto questo, vale la pena sottolineare che il meccanismo di compressione interna di una soffiante a vite è intrinsecamente efficiente. Questo perché le soffianti a vite consumano meno energia e generano meno calore grazie al loro design.

 

Spieghiamolo con un esempio:

Temperatura ambiente 35 °C, flusso nominale 2000 m3/h, pressione 0,7 bar(g)
 

Considerando i valori sopra indicati, l'energia consumata dalla soffiante a lobi Roots sarebbe di 61 kW con una temperatura di scarico dell'aria di 125 °C. Con una soffiante a vite, si consumano 43 kW di energia con una temperatura di scarico dell'aria di 94 °C.

 

In media, le soffianti a vite contribuiscono ad un risparmio energetico annuale compreso tra il 35 e il 40%.

Ciò le rende più adatte per le applicazioni industriali a bassa pressione. Il costo totale di proprietà è solitamente inferiore a quello di una soffiante a lobi Roots. 

 

Inoltre, le soffianti rotative a vite possono avvalersi della tecnologia di azionamento a velocità variabile (VSD).

Le apparecchiature VSD adattano la velocità del motore alla richiesta di aria invece di funzionare sempre alla velocità massima. Di conseguenza, il consumo energetico e i costi sono ridotti.

 

 

In breve, le soffianti a vite sono eccellenti per il risparmio energetico. Producono meno calore e sono quindi efficienti dal punto di vista energetico ed economico. Ciò significa che sono la scelta ideale per le applicazioni industriali a bassa pressione.