Comparativa de soplantes: la soplante de tornillo y la soplante "Roots"
Hasta la última década, las soplantes de baja presión utilizaban la tecnología de compresión de lóbulos o "Roots" para producir aire para su uso en una gran variedad de industrias. Sin embargo, la soplante de tornillo se está convirtiendo en la opción preferida debido a sus ventajas de eficiencia, especialmente en las plantas de cemento.
El principio de la soplante de desplazamiento positivo era de vanguardia cuando los hermanos Roots la descubrieron en 1854. Dicho esto, solo se han producido pequeñas mejoras de eficiencia en los últimos 150 años.
Por eso merece la pena comparar la soplante "Roots" con la soplante de tornillo.
¿Cómo funciona una soplante "Roots"?
Una soplante de lóbulos o "Roots" es un compresor de desplazamiento sin válvulas sin compresión interna. Funciona según el principio de la compresión isocórica. Aquí es donde el aire entra en la cámara de compresión y el volumen del aire permanece constante a medida que giran los rotores idénticos.
El volumen de la cámara de compresión disminuye con la rotación continua. Con esto, la compresión se produce externamente contra la contrapresión total debido al aire entrante de la tubería conectada.
La compresión externa da como resultado una baja eficiencia y altos niveles de ruido. Como resultado, el uso de la tecnología de lóbulos queda relegado a aplicaciones de muy baja presión y compresión en una sola etapa.
Ventajas de la tecnología de soplante de tornillo
La soplante de tornillo utiliza un elemento de compresión de tornillo. Consta de rotores macho y hembra que giran en direcciones opuestas mientras disminuye el volumen entre los rotores y la carcasa.
Cada elemento de tornillo tiene una relación de presión fija integrada y no tiene fuerzas mecánicas que provoquen desequilibrios. Esto significa que la tecnología de tornillo puede funcionar a una alta velocidad del eje y puede combinar un gran caudal con pequeñas dimensiones exteriores.
Comparación de compresión isocórica e isentrópica
Como se ha señalado anteriormente, las soplantes "Roots" trabajan sobre el principio de la compresión isocórica, mientras que las soplantes de tornillo trabajan con compresión isentrópica. Para comprender mejor la diferencia, merece la pena consultar las fórmulas de ambos procesos
Gas ideal en compresión isocórica ideal: T 2 = T 1 (P 2 /P 1)
Gas ideal en compresión isentrópica ideal: T 2 = T 1 (P 2 /P 1) (γ-1)/y
Consumo de energía de las soplantes de tornillo y de lóbulos
Teniendo en cuenta la información anterior, es evidente que la temperatura T2 en una compresión isentrópica es inferior a la que se encuentra en la compresión isocórica. Esto se debe a que se transfiere menos trabajo al calor en comparación con el elemento del lóbulo, donde el trabajo se irradia como calor
En otras palabras, la eficiencia del elemento de tornillo es mayor que el elemento de lóbulos a la misma presión.
Lo explicaremos mejor con ayuda de un ejemplo:
Para temperatura ambiente de 35 °C
Flujo nominal: 2000 m3/h
Presión: 0,7 bar(g)
La energía consumida por una soplantes "Roots" es de 60 kW con una temperatura de salida del aire de 125 °C. Con la soplante de tornillo, la potencia consumida es de 43 kW con una temperatura de salida del aire de 94 °C.
Por lo tanto, una soplante de tornillo es mucho más eficiente energéticamente que una soplante "Roots".
Diagrama de presión/volumen de una soplante de lóbulos
Diagrama de presión/volumen de una soplante de tornillo
Conclusión
En la soplante de tornillo, la trayectoria interna del flujo de aire está optimizada para reducir las caídas de presión y la turbulencia de aire.
El paquete incluye una caja de engranajes integrada de accionamiento directo en lugar de un sistema de correa/polea. Esto reduce las pérdidas de transmisión.
La combinación de estos elementos con el accionamiento de velocidad variable (VSD) integrado da como resultado una soplante de tornillo que consume un 30 % menos de energía que las soplantes de lóbulos.
Además, un controlador Elektronikon integrado puede monitorizar su funcionamiento las 24 horas del día, los 7 días de la semana, para garantizar la máxima fiabilidad.
Todas estas ventajas, junto con el ahorro de energía, convierten a las soplantes de tornillo en la opción preferida frente a las soplantes "Roots".