Comparação de sopradores: soprador de parafuso versus soprador tipo roots
Até a última década, os sopradores de baixa pressão usavam a tecnologia de compressão de lóbulo ou roots para produzir ar para uso em uma variedade de indústrias. No entanto, o soprador de parafuso está se tornando a opção preferida devido a seus benefícios de eficiência, especialmente em fábricas de cimento.
O princípio do soprador de deslocamento positivo era inovador quando os irmãos Roots o descobriram em 1854. Dito isso, houve apenas pequenas melhorias de eficiência nos últimos 150 anos ou mais.
É por isso que vale a pena comparar o soprador tipo roots com o soprador de parafuso.
Como um soprador tipo roots funciona?
Um soprador de lóbulo ou "roots" é um compressor de deslocamento sem válvula e sem compressão interna. Ele funciona com base no princípio da compressão isocórica. É quando o ar entra na câmara de compressão e o volume do ar permanece constante à medida que os rotores idênticos giram.
O volume da câmara de compressão diminui com a rotação contínua. Com isso, a compressão ocorre externamente contra a contrapressão total devido à entrada de ar da tubulação conectada.
A compressão externa resulta em baixa eficiência e altos níveis de ruído. Como resultado, o uso da tecnologia de lóbulo é relegado a aplicações de pressão muito baixa e à compressão em um único estágio.
Benefícios da tecnologia de soprador de parafuso
O soprador tipo parafuso utiliza um elemento de compressão de parafuso. Ele consiste em rotores macho e fêmea que giram em direções opostas, enquanto o volume entre os rotores e a carcaça diminui.
Cada elemento de parafuso tem uma relação de pressão fixa e integrada e não tem forças mecânicas que causem desequilíbrio. Isso significa que a tecnologia de parafuso pode operar em alta velocidade de eixo e pode combinar uma grande vazão com pequenas dimensões externas.
Compressão isocórica versus isentrópica
Conforme mencionado acima, os sopradores tipo roots funcionam com base no princípio da compressão isocórica. Em comparação, os sopradores de parafuso utilizam a compressão isentrópica. Para entender melhor a diferença, vale a pena observar as fórmulas de ambos os processos
Gás ideal em compressão isocórica ideal: T 2 = T 1 (P 2 /P 1)
Gás ideal em compressão isentrópica ideal: T 2 = T 1 (P 2 /P 1) (γ-1)/y
Consumo de energia dos sopradores de parafuso e lóbulo
Com base nas informações acima, fica claro que a temperatura T2 em uma compressão isentrópica é menor do que a encontrada na compressão isocórica. Isso ocorre porque menos trabalho é transferido para o calor em comparação com o elemento de lóbulo, onde o trabalho é irradiado como calor
Em palavras mais simples, a eficiência do elemento de parafuso é maior do que o elemento de lóbulo na mesma pressão.
Vamos entender esse conceito com a ajuda de um exemplo:
Para temperatura ambiente de 35 °C
Fluxo nominal: 2000 m3/h
Pressão: 0,7 bar(g)
A energia consumida por um soprador tipo roots é de 60 kW com uma temperatura de saída de ar de 125 °C. Com o soprador de parafuso, a potência consumida é de 43 kW com uma temperatura de saída de ar de 94 °C.
Assim, um soprador tipo parafuso é muito mais eficiente em termos de energia do que um soprador tipo roots.
Diagrama de Pressão/Volume de um soprador de lóbulos
Diagrama de Pressão/Volume de um soprador de parafusos
Conclusão
No soprador de parafuso, o trajeto do fluxo de ar interno é otimizado a fim de reduzir as quedas de pressão e a turbulência do ar.
O conjunto inclui uma caixa de engrenagens integrada de acionamento direto em vez de um sistema de correia/polia. Isso reduz as perdas de transmissão.
A combinação desses elementos com o acionamento de velocidade variável (VSD) integrado resulta em um soprador de parafuso que consome 30% menos energia do que os sopradores de lóbulo.
Além disso, um controlador integrado Elektronikon pode monitorar sua operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, para garantir a máxima confiabilidade.
Todos esses benefícios, aliados à economia de energia, tornam os sopradores de parafuso a escolha preferida em relação aos sopradores tipo roots.