เปรียบเทียบโบลเวอร์: โบลเวอร์แบบสกรูเทียบกับโบลเวอร์แบบ Roots
จนถึงทศวรรษที่แล้ว โบลเวอร์แรงดันต่ำจะใช้เทคโนโลยีการบีบอัดอากาศแบบ Lobe หรือ Roots ในการผลิตอากาศเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ อย่างไรก็ตาม โบลเวอร์แบบสกรูกำลังกลายมาเป็นตัวเลือกที่ต้องการ เนื่องจากประสิทธิภาพ โดยเฉพาะในโรงงานปูนซีเมนต์
หลักการของโบลเวอร์แบบดิสเพลสเมนต์เชิงบวกเป็นสิ่งที่ทันสมัยเมื่อพี่น้องตระกูล Roots ได้คิดค้นในปี 1854 แต่แม้เวลาจะล่วงเลยมามากกว่า 150 ปีแล้ว ประสิทธิภาพของเครื่องแบบนี้กลับมีพัฒนาการเพียงเล็กน้อย
จึงเป็นเรื่องที่ควรเปรียบเทียบโบลเวอร์แบบ Roots กับโบลเวอร์แบบสกรู
โบลเวอร์ (Blower) แบบ Roots ทำงานอย่างไร
โบลเวอร์แบบ Lobe หรือโบลเวอร์แบบ "Roots" นั้นเป็นเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมแบบดิสเพลสเมนต์ไม่มีวาล์วที่ไม่มีการบีบอัดภายใน ทำงานโดยใช้หลักการการบีบอัดแบบ Isochoric โดยอากาศจะเข้าสู่ห้องบีบอัดและอากาศจะมีปริมาตรที่คงที่ขณะที่โรเตอร์หมุน
ปริมาตรของห้องบีบอัดจะลดลงไปพร้อมกับการหมุนที่ต่อเนื่อง และจะเกิดการบีบอัดภายนอกกับแรงดันต้านเต็มที่เนื่องจากอากาศขาเข้าจากท่อที่เชื่อมต่อ
การบีบอัดภายนอกนั้นสิ้นเปลืองพลังงานและมีเสียงดัง ระเบียบจึงกำหนดให้ใช้เทคโนโลยี Lobe ในงานที่ใช้แรงดันต่ำมากๆ และบีบอัดในขั้นตอนเดียวเท่านั้น
ประโยชน์ของเทคโนโลยีโบลเวอร์แบบสกรู (Screw blower)
โบลเวอร์แบบสกรูนั้นจะใช้ชิ้นส่วนการบีบอัดแบบสกรู ซึ่งประกอบด้วยโรเตอร์ตัวผู้และตัวเมียที่หมุนสวนทางกันขณะที่ปริมาตรระหว่างโรเตอร์และเฮาส์ซิ่งลดลง
แต่ละส่วนประกอบของสกรูนั้นมีอัตราส่วนแรงดันในตัวแบบคงที่ และไม่มีแรงเชิงกลที่ทำให้เสียสมดุล นั่นหมายความว่าเทคโนโลยีสกรูสามารถทำงานที่ความเร็วเพลาสูง และสามารถผนวกรวมอัตราการไหลขนาดใหญ่เข้ากับขนาดภายนอกที่เล็ก
การบีบอัด Isochoric เทียบกับ Isentropic
อย่างที่กล่าวถึงด้านบน โบลเวอร์แบบ Roots ใช้หลักการทำงานของการบีบอัดแบบ Isochoric ซึ่งต่างจากโบลเวอร์แบบสกรูที่ใช้การบีบอัดแบบ Isentropic ต้องศึกษาสูตรของทั้งสองกระบวนการนี้เพื่อเข้าใจความแตกต่างได้ดีขึ้น
ก๊าซที่ดีที่สุดในการแบบอัดแบบ Isochoric ที่ดีที่สุด: T 2 = T 1 (P 2 /P 1)
ก๊าซที่ดีที่สุดในการแบบอัดแบบ Isentropic ที่ดีที่สุด: T 2 = T 1 (P 2 /P 1) (γ-1)/y
การใช้พลังงานของโบลเวอร์แบบสกรูและแบบ Lobe
จากข้อมูลด้านบน จะเห็นได้ชัดว่าอุณหภูมิ T2 ในการบีบอัดแบบ Isentropic นั้นต่ำกว่าการบีบอัดแบบ Isochoric นั่นก็เพราะมีงานที่ถูกเปลี่ยนเป็นความร้อนน้อยกว่าเมื่อเทียบกับชิ้นส่วน Lobe ที่งานจะแพร่เป็นความร้อน
พูดง่ายๆ ก็คือ ส่วนประกอบสกรูมีประสิทธิภาพสูงกว่าส่วนประกอบ Lobe ที่แรงดันเท่ากัน
ตัวอย่างประกอบช่วยให้เข้าใจแนวคิดนี้:
สำหรับอุณหภูมิแวดล้อม 35 °C
พิกัดการไหล: 2000 m3/hr
แรงดัน: 0.7 บาร์(g)
โบลเวอร์ (Blower) แบบ Roots ใช้พลังงาน 60 kW และมีอุณหภูมิอากาศขาออก 125 °C ขณะที่ โบลเวอร์แบบสกรู ใช้พลังงาน 43 kW และมีอุณหภูมิอากาศขาออก 94 °C
เพราะฉะนั้น โบลเวอร์แบบสกรูจึงประหยัดพลังงานมากกว่าโบลเวอร์แบบ Roots เป็นอย่างมาก
แผนภาพแรงดัน/ปริมาตรของโบลเวอร์แบบ Lobe
แผนภาพแรงดัน/ปริมาตรของโบลเวอร์แบบสกรู
ดาวน์โหลดผลการศึกษาของเราเกี่ยวกับโบลเวอร์แบบสกรูและแบบ Lobe
บทสรุป
ในโบลเวอร์แบบสกรู เส้นทางกระแสลมภายในได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อลดแรงดันตกและอากาศที่ปั่นป่วน
แพคเกจประกอบด้วยกระปุกเกียร์ในตัวแบบขับตรงแทนระบบสายพาน/ลูกรอก ซึ่งช่วยลดการสูญเสียการถ่ายทอดกำลัง
การผสมผสานกันขององค์ประกอบเหล่านี้และตัวปรับความเร็วรอบมอเตอร์ (VSD) ในตัวทำให้โบลเวอร์แบบสกรูใช้พลังงานน้อยกว่าโบลเวอร์แบบ Lobe 30%
นอกจากนี้ ตัวควบคุม Elektronikon ในตัวสามารถตรวจสอบการทำงานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันเพื่อความน่าเชื่อถือสูงสุด
ประโยชน์เหล่านี้ทั้งหมดร่วมกับการประหยัดพลังงานทำให้โบลเวอร์แบบสกรูเป็นตัวเลือกที่ต้องการมากกว่าโบลเวอร์ Roots