Krachtmeting tussen blowers: Schroefblower versus rootsblower
Tot het laatste decennium gebruikten lagedrukblowers lobben- of rootscompressietechnologie om lucht te produceren voor gebruik in diverse industrieën. De schroefblower krijgt echter steeds meer de voorkeur vanwege zijn efficiëntievoordelen, vooral in cementfabrieken.
Het principe van de verdringerblower was hypermodern toen de gebroeders Roots het in 1854 ontdekten. De afgelopen ruim 150 jaar zijn er echter slechts geringe efficiëntieverbeteringen in aangebracht.
Daarom is het de moeite waard om de rootsblower te vergelijken met de schroefblower.
Hoe werkt een rootsblower?
Een lobbenblower of "roots"blower is een kleploze verdringercompressor zonder interne compressie. Hij werkt volgens het principe van isochore compressie. Hierbij komt lucht de compressiekamer binnen en blijft het volume van de lucht constant terwijl de identieke rotoren draaien.
Het volume van de compressiekamer neemt af bij voortdurende rotatie. Hierdoor vindt er externe compressie plaats tegen maximale tegendruk als gevolg van de binnenkomende lucht uit de aangesloten leiding.
Externe compressie resulteert in een lage efficiëntie en hoge geluidsniveaus. Als gevolg hiervan is het gebruik van lobbentechnologie beperkt tot toepassingen met zeer lage druk en eentraps compressie.
Voordelen van schroefblowertechnologie
De schroefblower maakt gebruik van een schroefcompressie-element. Dit bestaat uit mannelijke en vrouwelijke rotoren die in tegengestelde richting draaien terwijl het volume tussen de rotoren en het huis afneemt.
Elk schroefelement heeft een vaste, ingebouwde drukverhouding zonder mechanische krachten die onbalans veroorzaken. Dit betekent dat de schroeftechnologie kan werken met een hoog astoerental en een groot debiet kan combineren met kleine buitenafmetingen.
Isochore versus isentrope compressie
Zoals hierboven aangegeven, werken de rootsblowers volgens het principe van isochore compressie. Schroefblowers werken volgens het principe van isentrope compressie. Om het verschil beter te begrijpen, is het de moeite waard om de formules voor beide processen te bekijken
Ideaal gas in ideale isochore compressie: T 2 = T 1 (P 2 /P 1)
Ideaal gas in ideale isentrope compressie: T 2 = T 1 (P 2 /P 1) (γ-1)/y
Energieverbruik van schroef- en lobbenblowers
Op basis van de bovenstaande informatie is het duidelijk dat de temperatuur T2 bij isentrope compressie lager is dan bij isochore compressie. Dit komt doordat minder arbeid wordt omgezet in warmte dan bij het lobbenelement, waar arbeid wordt uitgestraald als warmte
Anders gezegd: het rendement van het schroefelement is hoger dan dat van het lobbenelement bij dezelfde druk.
Laten we dit concept eens duidelijk maken aan de hand van een voorbeeld:
Omgevingstemperatuur: 35 ºC
Nominaal debiet: 2000 m³/h
Druk: 0,7 bar(g)
Het door een rootsblower verbruikte vermogen is 60 kW bij een luchtuitlaattemperatuur van 125 ºC. Met de schroefblower is het verbruikte vermogen 43 kW bij een luchtuitlaattemperatuur van 94 ºC.
Een schroefblower is dus veel energiezuiniger dan een rootsblower.
Druk-volumediagram van een lobbenblower
Druk-volumediagram van een schroefblower
Conclusie
In de schroefblower is het inwendige traject voor de luchtstroming geoptimaliseerd om drukvallen en luchtturbulentie te verminderen.
Het pakket bevat een geïntegreerde tandwielkast met directe aandrijving in plaats van een riem-poeliesysteem. Dit vermindert overdrachtsverliezen.
De combinatie van deze elementen en de geïntegreerde frequentieregelaar met variabel toerental (VSD) resulteert in een schroefblower die 30% minder energie verbruikt dan lobbenblowers.
Bovendien kan de geïntegreerde Elektronikon-regelaar uw bedrijf 24 uur per dag, 7 dagen per week bewaken om een maximale bedrijfszekerheid te garanderen.
Al deze voordelen in combinatie met energiebesparingen zorgen dat schroefblowers de voorkeur genieten boven rootsblowers.