Predvádzanie dúchadiel: Skrutkové dúchadlo verzus. koreňové dúchadlo
Až do posledného desaťročia sa pri výrobe vzduchu v rôznych priemyselných odvetviach používali nízkotlakové dúchadlá s piestovou alebo koreňovou kompresiou. Skrutkové dúchadlo sa však stáva preferovanou možnosťou vďaka výhodám v oblasti účinnosti – najmä v cementárňach.
Princíp dúchadla pozitívnym výtlakom bol špičkový, keď ho v roku 1854 objavili bratia Rootsovci. Napriek tomu došlo za posledných viac ako 150 rokov len k malým zlepšeniam účinnosti.
Preto sa oplatí porovnať koreňové dúchadlo so skrutkovým dúchadlom.
Ako funguje koreňové dúchadlo?
Piestové alebo "Rootsovo" dúchadlo je bezventilový výtlakový kompresor bez vnútornej kompresie. Funguje na princípe izochorickej kompresie. Vzduch pri nej vstupuje do kompresnej komory a objem vzduchu zostáva konštantný pri otáčaní rovnakých rotorov.
Objem kompresnej komory sa s pokračujúcim otáčaním zmenšuje. Tým dochádza k vonkajšej kompresii proti plnému protitlaku spôsobenému vstupujúcim vzduchom z pripojeného potrubia.
Vonkajšia kompresia má za následok nízku účinnosť a vysoké úrovne hluku. V dôsledku toho sa použitie piestovej technológie obmedzuje na aplikácie s veľmi nízkym tlakom a jednostupňovú kompresiu.
Výhody technológie skrutkového dúchadla
Skrutkové dúchadlo využíva skrutkový kompresný element. Ten sa skladá z vonkajších a vnútorných rotorov, ktoré sa otáčajú v opačných smeroch, pričom objem medzi rotormi a krytom sa zmenšuje.
Každý skrutkový element má pevne zabudovaný kompresný pomer a nemá žiadne mechanické sily, ktoré by spôsobovali nevyváženosť. To znamená, že skrutková technológia môže fungovať pri vysokých otáčkach hriadeľa a môže kombinovať veľký prietok s malými vonkajšími rozmermi.
Izochorická verzus izentropická kompresia
Ako sa uvádza vyššie, Rootsove dúchadlá fungujú na princípe izochorickej kompresie. Na porovnanie, skrutkové dúchadlá pracujú na princípe izentropickej kompresie. Aby ste lepšie pochopili rozdiel, stojí za to pozrieť sa na vzorce pre oba procesy.
Ideálny plyn pri ideálnej izochorickej kompresii: T 2 = T 1 (P 2 /P 1)
Ideálny plyn pri ideálnej izentropickej kompresii: T 2 = T 1 (P 2 /P 1) (γ-1)/y
Spotreba energie skrutkových a piestových dúchadiel
Na základe uvedených informácií je zrejmé, že teplota T2 pri izentropickej kompresii je nižšia ako pri izochorickej kompresii. Je to preto, že na teplo sa prenáša menej práce v porovnaní s piestovým elementom, kde sa práca vyžaruje ako teplo.
Zjednodušene povedané, účinnosť skrutkového elementu je vyššia ako účinnosť piestového prvku pri rovnakom tlaku.
Vysvetlime si tento koncept na príklade:
Pre teplotu okolia 35 °C
Menovitý prietok: 2000 m3/h
Tlak: 0,7 baru(g)
Výkon spotrebovaný Rootsovým dúchadlom je 60 kW pri teplote vzduchu na výstupe 125 °C. V prípade skrutkového dúchadla je spotrebovaný výkon 43 kW pri výstupnej teplote vzduchu 94 °C.
Skrutkové dúchadlo je teda energeticky oveľa úspornejšie ako koreňové dúchadlo.
Diagram tlaku/objemu piestového dúchadla
Diagram tlaku/objemu skrutkového dúchadla
Stiahnite si našu štúdiu o skrutkových a piestových dúchadlách
Záver
V skrutkovom dúchadle je vnútorná dráha prúdenia vzduchu optimalizovaná tak, aby sa znížili poklesy tlaku a turbulencie vzduchu.
Balík obsahuje integrovanú prevodovku s priamym pohonom namiesto systému remeň/kladka. Tým sa znižujú straty pri prevode.
Výsledkom kombinácie týchto elementov a integrovaného pohonu s premenlivými otáčkami (VSD) je skrutkové dúchadlo, ktoré spotrebuje o 30 % menej energie ako piestové dúchadlá.
Okrem toho integrovaný regulátor Elektronikon dokáže monitorovať prevádzku 24 hodín denne, 7 dní v týždni, aby sa zabezpečila maximálna spoľahlivosť.
Všetky tieto výhody spolu s úsporou energie robia zo skrutkových dúchadiel preferovanú voľbu pred koreňovými dúchadlami.