Момент істини: порівняння гвинтової повітродувки й повітродувки Рутса
До останнього десятиліття стиснене повітря для різних галузей промисловості вироблялося в повітродувках низького тиску з використанням технології стиснення лопатями або роторами. Однак завдяки своїй ефективності гвинтова повітродувка стає кращим варіантом, особливо для цементних заводів.
Принцип дії об’ємної повітродувки був передовим, коли брати Рутс відкрили його в 1854 році. Однак за останні більше ніж 150 років відбулося лише незначне підвищення ефективності.
Ось чому варто порівняти повітродувку Рутса з гвинтовою повітродувкою.
Як працює повітродувка Рутса?
Лопатева повітродувка, або повітродувка "Рутса" — це безклапанний об’ємний компресор без внутрішнього стиснення. Він працює за принципом ізохорного стиснення. Повітря надходить у камеру стиснення, і об’єм повітря залишається постійним завдяки обертанню однакових роторів.
З обертанням об’єм камери стиснення зменшується. Водночас стиснення відбувається ззовні проти повного протитиску за рахунок повітря, що надходить із підключеного трубопроводу.
Зовнішнє стиснення призводить до низької ефективності та високого рівня шуму. У результаті лопатева технологія використовується для застосувань, де потрібен дуже низький тиск, і процес стиснення відбувається за один етап.
Переваги технології гвинтової повітродувки
У повітродувці гвинтового типу використовується гвинтовий елемент стиснення. Він складається з ведучого й веденого роторів, які обертаються в протилежних напрямках, тоді як об’єм між роторами й корпусом зменшується.
Кожен гвинтовий елемент має фіксований вбудований коефіцієнт тиску й не має механічних сил, які викликають дисбаланс. Це означає, що гвинтова технологія може працювати за високої швидкості обертання вала й поєднувати велику швидкість потоку з малими зовнішніми розмірами.
Порівняння ізохорного й ізоентропічного стиснення
Як зазначалося вище, повітродувки Рутса працюють за принципом ізохорного стиснення. Для порівняння, гвинтові повітродувки працюють за принципом ізоентропічного стиснення. Щоб краще зрозуміти різницю, варто поглянути на формули для обох процесів.
Ідеальний газ за ідеального ізохорного стиснення: T2 = T1 (P2/P1)
Ідеальний газ за ідеального ізоентропічного стиснення: T2 = T1 (P2/P1) (γ-1)/y
Енергоспоживання гвинтових і лопатевих повітродувок
З огляду на наведену вище інформацію, зрозуміло, що температура T2 за ізоентропічного стиснення нижча, ніж за ізохорного стиснення. Це пояснюється тим, що на тепло перетворюється менша кількість роботи порівняно з лопатевим елементом, де робота розсіюється у вигляді тепла.
Простіше кажучи, за однакового тиску ККД гвинтового елемента вище, ніж лопатевого.
Розберемо цю концепцію на прикладі:
Для температури навколишнього середовища 35 °C
Номінальна витрата: 2000 м3/год
Тиск: 0,7 бар(над.)
Споживана потужність повітродувки Рутса становить 60 кВт за температури повітря на виході 125 °C. Споживана потужність гвинтової повітродувки становить 43 кВт за температури повітря на виході 94 °C.
Таким чином, повітродувка гвинтового типу набагато енергоефективніша, ніж повітродувка Рутса.
Діаграма тиску/об’єму лопатевої повітродувки
Діаграма тиску/об’єму гвинтової повітродувки
Завантажте наше дослідження про гвинтові та лопатеві повітродувки
Висновок
У гвинтовій повітродувці внутрішній шлях повітряного потоку оптимізовано для зменшення перепадів тиску й турбулентності повітря.
Пакет включає в себе інтегрований редуктор із прямим приводом замість системи ремінь/шків. Це зменшує втрати під час передачі.
Комбінація цих елементів і вбудований привод зі змінною швидкістю (VSD) зумовлюють те, що гвинтова повітродувка споживає на 30 % менше енергії, ніж лопатева повітродувка.
Крім того, вбудований контролер Elektronikon може цілодобового контролювати вашу роботу, щоб забезпечити максимальну надійність.
Усі ці переваги в поєднанні з економією електроенергії роблять гвинтові повітродувки кращим вибором, ніж повітродувки Рутса.