Comparație suflante: suflantă cu şurub vs suflantă Roots
Până în ultimul deceniu, suflantele de joasă presiune foloseau tehnologia de compresie cu lobi sau Roots pentru a produce aer care se utiliza într-o varietate de domenii. Cu toate acestea, suflanta cu şurub devine opţiunea preferată datorită beneficiilor sale în materie de eficienţă - în special în fabricile de ciment.
Principiul suflantei volumetrice era la modă când a fost descoperit de fraţii Roots în 1854. Acestea fiind spuse, îmbunătăţirile eficienţei în ultimii peste 150 de ani au fost puţin importante.
De aceea, merită să comparaţi suflanta cu lobi (Roots) cu suflanta cu şurub.
Cum funcţionează o suflantă cu lobi?
O suflantă cu lobi sau "Roots" este un compresor volumetric fără supapă, fără compresie internă. Funcţionează pe principiul compresiei izocore. Aerul intră în camera de compresie, iar volumul de aer rămâne constant în timp ce rotoarele identice se învârtesc.
Volumul camerei de compresie scade odată în timpul rotaţiei continue. Astfel, compresia are loc extern, la contrapresiune completă exercitată de aerul de intrare din conducta conectată.
Compresia externă prezintă o eficienţă scăzută şi niveluri ridicate de zgomot. Ca urmare, utilizarea tehnologiei cu lobi este rezervată aplicaţiilor cu presiune foarte scăzută şi compresie într-o singură treaptă.
Beneficiile tehnologiei suflantei cu şurub
Suflanta de tip şurub utilizează un element de compresie cu şurub. Acesta constă din rotoare tată şi mamă care se rotesc în direcţii opuse, în timp ce volumul dintre rotoare şi carcasă scade.
Fiecare element cu şurub prezintă un raport de presiune fix, integrat, şi nu include forţe mecanice care să cauzeze un dezechilibru. Aceasta înseamnă că tehnologia cu şurub poate funcţiona la o turaţie ridicată a arborelui şi poate combina un debit mare cu dimensiuni exterioare mici.
Compresie izocoră sau izentropă
Aşa cum s-a arătat mai sus, suflantele Roots funcţionează pe principiul compresiei izocore. Prin comparaţie, suflantele cu şurub utilizează compresia izentropă. Pentru a înţelege mai bine diferenţa, iată formulele pentru ambele procese
Gaz ideal în compresie izocoră ideală: T 2 = T 1 (P 2 /P 1)
Gaz ideal în compresie izentropă ideală: T 2 = T 1 (P 2 /P 1) (γ-1)/y
Consumul de energie al suflantelor cu şurub, respectiv cu lobi
Pe baza informaţiilor de mai sus, este clar că temperatura T2 într-o compresie izentropă este mai mică decât cea dintr-o compresie izocoră. Aceasta se datorează faptului că o cantitate mai redusă de lucru mecanic este transformată în căldură în comparaţie cu elementul cu lob, unde lucrul mecanic este radiat sub formă de căldură
Cu alte cuvinte, eficienţa elementului cu şurub este mai mare decât a elementului cu lobi, la aceeaşi presiune.
Să înţelegem mai bine acest concept cu ajutorul unui exemplu:
Pentru o temperatură ambiantă de 35 °C.
Debit nominal: 2000 m3/h
Presiune: 0,7 bar(g)
Puterea consumată de o suflantă Roots este de 60 kW la o temperatură de ieşire a aerului de 125 °C. La suflanta cu şurub, puterea consumată este de 43 kW la o temperatură de ieşire a aerului de 94 °C.
Astfel, o suflantă de tip şurub este mult mai eficientă din punct de vedere energetic decât o suflantă Roots.
Diagramă presiune/volum a unei suflante cu lobi
Diagramă presiune/volum a unei suflante cu şurub
Descărcaţi studiul nostru privind suflantele cu şurub şi lob
Concluzie
La suflanta cu şurub, calea fluxului de aer intern este optimizată pentru a reduce scăderile de presiune şi turbulenţele din aer.
Pachetul include o cutie de viteze integrată cu transmisie directă în locul unui sistem cu curea/fulie. Aceasta reduce pierderile de transmisie.
Combinaţia dintre aceste elemente şi acţionarea integrată cu turaţie variabilă (VSD) are ca rezultat o suflantă cu şurub care utilizează cu 30% mai puţină energie decât suflantele cu lobi.
În plus, un controler Elektronikon integrat poate monitoriza funcţionarea 24/7, pentru a asigura o fiabilitate maximă.
Toate aceste beneficii, alături de economiile de energie, fac din suflantele cu şurub o opţiune preferabilă suflantelor Root.