Blæserduel: Skrueblæser vs. roots-blæser
Indtil det sidste årti brugte lavtrykskompressorer lobe- eller roots-komprimeringsteknologi til at producere luft til brug i en række forskellige brancher. Skrueblæseren er imidlertid ved at blive den foretrukne løsning takket være dens effektivitetsfordele – især i cementfabrikker.
Princippet i en blæser med positiv fortrængning var banebrydende, da Roots-brødrene opdagede den i 1854. Når det er sagt, har der kun været mindre effektivitetsforbedringer i de seneste 150+ år.
Derfor kan det betale sig at sammenligne roots-blæseren med skrueblæseren.
Hvordan fungerer en roots-blæser?
En lobe- eller "Roots"-blæser er en ventilfri fortrængningskompressor uden intern kompression. Den fungerer efter princippet om isokorisk kompression. Det er her, luften kommer ind i kompressionskammeret, og luftmængden forbliver konstant, når de identiske rotorer drejer rundt.
Kompressionskammerets volumen reduceres ved fortsat rotation. Dermed foretages der en ekstern komprimering mod fuldt modtryk på grund af den indgående luft fra den tilsluttede rørledning.
Ekstern komprimering resulterer i lav effektivitet og høje støjniveauer. Derfor er brugen af lobe-teknologi henvist til anvendelser med meget lavt tryk og kompression i et enkelt trin.
Fordele ved skrueblæserteknologi
Skrueblæseren anvender et skruekomprimeringselement. Dette består af han- og hun-rotorer, som roterer i modsatte retninger, mens volumen mellem rotorerne og huset reduceres.
Hvert skrueelement har et fast, indbygget trykforhold og har ingen mekaniske kræfter, der forårsager ubalance. Det betyder, at skrueteknologien kan fungere ved en høj akselhastighed og kan kombinere en høj flowhastighed med små udvendige mål.
Isokorisk vs. isentropisk kompression
Som nævnt ovenfor arbejder Roots-blæsere ud fra princippet om isokorisk kompression. Til sammenligning arbejder skrueblæsere ud fra isentropisk komprimering. For bedre at forstå forskellen er det værd at se på formlerne for begge processer
Ideel gas ved ideel isokorisk komprimering: T 2 = T 1 (P 2/P 1)
Ideel gas ved ideel isentropisk komprimering: T 2 = T 1 (P 2 /P 1) (γ-1)/y
Energiforbrug for skrue- og lobe-blæsere
Baseret på ovenstående oplysninger er det tydeligt, at temperaturen T2 i en isentropisk komprimering er lavere end ved isokorisk komprimering. Dette skyldes, at mindre arbejde overføres til varme sammenlignet med det lobe-element, hvor arbejdet udstråles som varme
Eller udtrykt lidt mere simpelt, skrueelementets effektivitet er højere end lobe-elementets ved samme tryk.
Lad os forstå dette koncept ved hjælp af et eksempel:
For en omgivende temperatur på 35 °C
Nominelt flow: 2000 m3/t
Tryk: 0,7 bar(g)
Den effekt, der forbruges af en Roots-blæser, er 60 kW med en luftafgangstemperatur på 125 °C. Med skrueblæseren er strømforbruget 43 kW med en luftafgangstemperatur på 94 °C.
Derfor er en blæser af skruetypen meget mere energieffektiv end en roots-blæser.
Tryk-/volumendiagram for en lobe-blæser
Tryk-/volumendiagram for en skrueblæser
Download vores undersøgelse af skrue- og lobe-blæsere
Konklusion
I skrueblæseren er den interne luftstrømsbane optimeret for at reducere trykfald og luftturbulens.
Pakken indeholder en integreret gearkasse med direkte drev i stedet for et rem/remskive-system. Dette reducerer transmissionstab.
Kombinationen af disse elementer plus den integrerede motor med regulerbar hastighed (VSD) resulterer i en skrueblæser, der bruger 30 % mindre energi end lobe-blæsere.
Desuden kan en integreret Elektronikon-styreenhed overvåge driften døgnet rundt og således garantere maksimal driftssikkerhed.
Alle disse fordele kombineret med energibesparelser gør skrueblæsere til et foretrukket valg frem for roots-blæsere.