Duelo de blowers: blower de parafuso vs. blower tipo Roots
Até à última década, os blowers de baixa pressão utilizavam tecnologia de compressão de lóbulo ou tipo Roots para produzir ar para utilização numa variedade de indústrias. No entanto, o blower de parafuso está a tornar-se a opção preferencial devido às suas vantagens em termos de eficiência, especialmente em fábricas de cimento.
O princípio dos blowers de deslocamento positivo era de vanguarda quando os irmãos Roots o descobriram em 1854. Dito isto, apenas existiram pequenas melhorias em termos de eficiência ao longo dos últimos 150 anos.
É por isso que vale a pena comparar o blower tipo Roots com o blower de parafuso.
Como funciona um blower tipo Roots?
Um blower de lóbulo ou tipo "Roots" é um compressor de deslocamento sem válvula e sem compressão interna. Funciona com base no princípio da compressão isocórica. Isto é, o ar entra na câmara de compressão e o volume de ar permanece constante à medida que os rotores idênticos rodam.
O volume da câmara de compressão diminui com a rotação contínua. Com isto, a compressão ocorre externamente face à contrapressão total devido ao ar de entrada proveniente da tubagem montada.
A compressão externa resulta numa eficiência reduzida e em níveis elevados de ruído. Como resultado, a utilização da tecnologia de lóbulo é relegada para aplicações de pressão muito baixa e compressão de um estágio.
Vantagens da tecnologia de blower de parafuso
O blower de parafuso utiliza um elemento de compressão de parafuso. Este é composto por rotores macho e fêmea que rodam em direções opostas enquanto o volume entre os rotores e o alojamento diminui.
Cada elemento de parafuso inclui uma taxa de pressão fixa incorporada e não tem forças mecânicas que causem desequilíbrio. Isto significa que a tecnologia de parafuso pode funcionar a uma velocidade elevada do veio e pode combinar um caudal elevado com pequenas dimensões exteriores.
Compressão isocórica vs. isentrópica
Como já foi referido, os blowers tipo Roots funcionam com base no princípio da compressão isocórica. Em comparação, os blowers de parafuso funcionam com base no princípio da compressão isentrópica. Para compreender melhor a diferença, vale a pena analisar as fórmulas para ambos os processos
Gás ideal na compressão isocórica ideal: T2 = T1 (P2/P1)
Gás ideal na compressão isentrópica ideal: T2 = T1 (P2/P1) (y-1)/y
Consumo de energia de blowers de parafuso e de lóbulo
Com base nas informações acima, é evidente que a temperatura T2 numa compressão isentrópica é menor do que numa compressão isocórica. Isto deve-se ao facto de ser transferido menos trabalho para o calor em comparação com o elemento de lóbulo, em que o trabalho é irradiado como calor
Em palavras mais simples, a eficiência do elemento de parafuso é superior à do elemento de lóbulo à mesma pressão.
Vamos compreender este conceito com a ajuda de um exemplo:
Para uma temperatura ambiente de 35 °C
Caudal nominal: 2000 m3/h
Pressão: 0,7 bar(g)
A energia consumida por um blower tipo Roots é de 60 kW com uma temperatura de saída de ar de 125 °C. Com o blower de parafuso, a energia consumida é de 43 kW com uma temperatura de saída de ar de 94 °C.
Assim, um blower de parafuso é muito mais eficiente em termos energéticos do que um blower tipo Roots.
Diagrama de pressão/volume de um blower de lóbulo
Diagrama de pressão/volume de um blower de parafuso
Transfira o nosso estudo sobre blowers de parafuso e de lóbulo
Conclusão
No blower de parafuso, o percurso do caudal de ar interno é otimizado de modo a reduzir as perdas de carga e a turbulência do ar.
O conjunto inclui uma caixa de engrenagens integrada de acionamento direto em vez de um sistema de correias/polias. Isto reduz as perdas de transmissão.
A combinação destes elementos com o acionamento de velocidade variável (VSD) integrado resulta num blower de parafuso que utiliza 30% menos energia do que os blowers de lóbulo.
Além disso, um controlador Elektronikon integrado pode monitorizar a sua operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, para garantir a máxima fiabilidade.
Todas estas vantagens, juntamente com as poupanças de energia, tornam os blowers de parafuso a escolha preferencial em relação aos blowers tipo Roots.