انتخاب از میان بلوئر ساید چنل با سانتریفیوژ یک چالش مهندسی است. به جهت مقایسه بلوئر ساید چنل با سانتریفیوژ هر دو دستگاه عملکرد عالی برای دمیدن هوا و ایجاد جریان‌های پرفشار دارند. از طرفی هر دو بلوئر توانایی استفاده در فعالیت‌های صنعتی سطح بالا آن هم در ابعاد کارخانه‌ای را دارند. با این حال برای تجهیز واحدهای صنعتی از کدام مدل دمنده هوا استفاده می‌کنید؟
در مقایسه با بلوئر سانتریفیوژ، بلوئر ساید چنل گزینه ایده‌آل برای ایجاد خلاء با فشار نسبتاً بالا و دبی خیلی کم یا متوسط است. تا جاییکه معمولاً از ساید چنل برای عملکرد پایدار در برابر تغییرات فشار سیستم استفاده می‌کنند. در مقابل بلوئرهای سانتریفیوژی برای جابجایی حجم بسیار بالایی از هوا با فشار پایین تا متوسط مناسب هستند. اگر مصرف انرژی و راندمان، اولویت اصلی شما باشد و بخواهید یک سیستم بلوئر کم صدا را راه‌اندازی کنید، همین مدل‌های سانتریفیوژی مناسب هستند. برای خرید انواع بلوئر و آشنایی با مشخصات فنی محصولات مختلف می‌توانید از مشاوره تخصصی پارس وکیوم بهره‌مند شوید. با این حال در ادامه انواع بلوئر ساید چنل را با بلوئرهای سانتریفیوژی مقایسه می‌کنیم.
بلوئر ساید چنل (Side Channel Blower) چیست؟
بلوئر ساید چنل از جمله بلوئرهای جابجایی مثبت است که از اصل تکانه ثانویه برای تولید جریان پرفشار هوا استفاده می‌کند. این نوع بلوئر به دلیل توانایی ایجاد فشار با خلاء نسبتاً بالا در یک مرحله محبوبیت هستند.
اساس طراحی بلوئرهای ساید چنل روتور مخصوص ایمپلر (Impeller) است. این روتور که نوعی چرخ پره‌دار است با سرعت بالایی می‌چرخد. نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش ایمپلر باعث مکیده شدن هوا به سمت پره‌های شعاعی و سپس یک کانال حلقوی باریک (Side Channel) می‌شود. اما هوا در انتهای کانال مجدداً به سمت پره‌های ایمپلر هدایت شده و همین چرخش پی در پی باعث ایجاد خلاء نسبتا قدرتمندی خواهد شد. این فرایند شبیه به حلقه گردباد است که به طور متوالی شتاب می‌گیرد. بلوئرهای ساید چنل چند ویژگی برجسته دارند:
- منحنی عملکرد تقریباً صافی دارند.
- فشار یا خلاء بسیار بالایی را در یک مرحله ایجاد می‌کنند.
- از طراحی فشرده و جمع و جوری برخوردار هستند.
- کاملا خشک و بدون نیاز به روغنکاری کار می‌کنند.
- ساختار نسبتاً ساده و کم قطعه‌ای دارند.
محدودیت‌های استفاده از بلوئر ساید چنل
با وجود تمام قابلیت‌ها این بلوئرها از راندمان بسیار کمی برخوردار هستند و برای ابعاد خیلی بزرگ کارایی ندارند. هنگام کار سر و صدای بسیار زیادی تولید کرده که قاعدتاً در فضاهای محدود آزار دهنده است. اما مهمترین نکته، حساسیت قابل توجه به ذرات ریز و گرد و غبار در هوا است. فاصله بسیار کم بین ایمپلر و بدنه در مقابل سایش ذرات ریز هوا و حتی گرد و غبار کاملاً حساس است و ترجیحاً باید یک مرحله فیلتراسیون قبل از ورودی بلوئر ساید چنل نصب شود.
بلوئر سانتریفیوژ (Centrifugal Blower) چیست؟
بلوئر سانتریفیوژ نوعی از بلوئرهای جنبشی است که با استفاده از اصل نیروی گریز از مرکز، انرژی جنبشی را به هوا یا گاز منتقل کرده و سپس آن را به فشار استاتیک تبدیل می‌کند. این نوع دمنده هوا برای جابجایی حجم‌های بسیار بالایی از هوا در فشارهای پایین تا متوسط ایده‌آل هستند.
اساس طراحی بلوئر سانتریفیوژ بر پایه یک نوع پروانه چرخی شکل یا همان ایمپلر گریز از مرکز است. هوا به صورت محوری و در امتداد شفت، از طریق یک دهانه ورودی به مرکز ایمپلر هدایت می‌شود. ایمپلر که دارای پره‌های خمیده است و با سرعت بسیار بالایی می‌چرخد، نیروی گریز از مرکز لازم برای پرتاب هوا به سمت بیرون را تامین می‌کند. به این ترتیب انرژی مکانیکی موتور به انرژی جنبشی هوا تبدیل شده است. بلوئرهای سانتریفیوژ چند ویژگی برجسته دارند:
- راندمان بسیار بالایی در نقطه طراحی دارند.
- توانایی تولید دبی بسیار بالایی دارند و می‌توانند حجم‌های عظیمی از هوای کم فشار را جابجا کنند.
- کاملا کم صدا و حتی سایلنت کار می‌کنند و برای استفاده در فضاهای ساختمانی مناسب هستند.
- ساختار مکانیکی ساده و قوی دارند و نگهداری از آنها ساده است.
محدودیت‌های استفاده از بلوئر سانتریفیوژ
این دمنده‌های گریز از مرکز نیز محدودیت‌ها و نقاط ضعف برجسته و حتی چالش برانگیزی دارند. حساسیت به تغییرات فشار سیستم مهمترین و بزرگترین نقطه ضعف بلوئر سانتریفیوژ است. اگر تحت شرایطی خاص مثلاً مسدود شدن یک فیلتر، دبی جریان هوا به شدت کم شود، بلوئر سانتریفیوژ نمی‌توانند مانند ساید چنل عملکرد پایدار خود را حفظ کنند. همچنین کاملا تحت تاثیر پدیده Surge یا همان کاویتاسیون قرار دارند. این حالت زمانی اتفاق می‌افتد که در ناحیه‌ای با فشار بسیار بالا به ناگهان دبی هوا بسیار کم شود. در چنین شرایطی بدنه بلوئر سانتریفیوژ دچار لرزش‌های شدید شده و حتی ممکن است آسیب جدی به دستگاه وارد شود.
بررسی تفاوت‌های فنی و کاربردی بلوئرهای ساید چنل و سانتریفیوژی
بلوئرهای ساید چنل و سانتریفیوژی هر دو در تولید جریان هوا و ایجاد خلاء نسبی توانمند هستند، اما از اساس طراحی تا قابلیت‌های کاربردی تفاوت‌های بنیادین دارند. تا جاییکه هرگز نمی‌توان در برخی شرایط خاص از این دو به جای یکدیگر استفاده کرد. در ادامه بلوئرهای ساید چنل و سانتریفیوژی را از جنبه‌های گوناگون فنی و کارکردی مقایسه می‌کنیم:
اصول کار و ترمودینامیک
اساس طراحی بلوئرهای سانتریفیوژ بر تبدیل انرژی جنبشی به فشار استاتیک است که متکی بر اساس معادله برنولی کار می‌کند. در این دستگاه هوا به مرکز ایمپلر مکیده شده و نیروی گریز از مرکز مولکول‌های هوا را به سرعت در امتداد پره‌ها به سمت بیرون پرتاب می‌کند. به این ترتیب انرژی جنبشی بسیار بالایی به هوا داده می‌شود. اما هوای پرسرعت به دیواره پوسته حلزونی برخورد می‌کند. مسیر پوسته حلزونی به سمت دهانه خروجی به تدریج افزایش می‌یابد و به این ترتیب از سرعت هوا کاسته شده و طبق قانون بقای انرژی (برنولی) به افزایش فشار استاتیک تبدیل می‌شود.
در مقابل دمنده هوا ساید چنل قرار دارند که براساس تکانه ثانویه یا همان اثر گردابی کار می‌کنند. در ساید چنل هوا ابتدا توسط پره‌های ایمپلر به داخل کانال حلقوی باریک رانده شده و در انتهای کانال مجدد در مسیر پره‌های ایمپلر قرار می‌گیرد. هوای بازگشتی با هوای تازه در حال ورود به کانال مخلوط می‌شود. فشار هوا در هر چرخش ایمپلر به صورت پلکانی و تدریجی افزایش پیدا می‌کند.
توانایی ایجاد فشار خلاء
توانایی تولید خلاء قاعدتاً مهمترین تفاوت دمنده هوا ساید چنل و سانتریفیوژ است. بلوئرهای سانتریفیوژ در تولید خلاء بالا ناتوان هستند و نهایتاً می‌توانند فشار پایین تا متوسطی را تولید کنند. البته برای رسیدن به فشارهای بالاتر بلوئرهای خاص سانتریفیوژ چند مرحله‌ای را طراحی کرده‌اند.
در مقابل دمنده‌های ساید چنل قرار دارند که به مراتب قدرت بالاتری برای تولید فشار بالا و یا ایجاد حالت نزدیک به خلاء دارند. یک دمنده هوا تک مرحله ساید چنل به مراتب بهتر و قوی‌تر از بلوئرهای سانتریفیوژ چند مرحله‌ای شرایط خلاء را تولید می‌کند.
توانایی برای جابجایی هوا (Flow Rate)
Flow Rate یا همان دبی، فاکتور فنی بسیار مهم در طراحی بسیاری از سیستم‌های ترمودینامیکی است. در اکثر سیستم‌ها صرفاً به فشار بسیار بالایی نیاز نداریم، اما قطعاً علاقه داریم که دستگاه بلوئر توانایی کافی برای جابجایی حجم قابل توجه هوا را داشته باشد. از این نظر بلوئرهای سانتریفیوژی برنده هستند.
یک بلوئر سانتریفیوژ به راحتی می‌تواند حجم بسیار بالایی از هوای کم فشار را جابجا کند. برای همین سیستم ایده‌آل طراحی تهویه‌های ساختمانی و یا ماشین‌های هوادهی است. در مقابل بلوئرهای ساید چنل به علت محبوس کردن هوا در جریان‌های گردابی توانایی محدودی برای جابجایی آن دارند. از بلوئر ساید چنل معمولاً برای سیستم‌های دبی پایین تا متوسط استفاده می‌کنند.
راندمان و عملکرد بهینه
بحث راندمان یکی از پیچیده‌ترین موضوعات برای بررسی تفاوت بلوئر ساید چنل و سانتریفیوژ است. تفاوت از نظر راندمان را در دو حالت بررسی می‌کنیم:
- حالت اول: راندمان در نقطه طراحی
همه بلوئرها یک نقطه طراحی دارند و زمانیکه در شرایط نقطه طراحی قرار می‌گیرند، بهترین عملکرد یا همان حداکثر راندمان را دارند. از این نظر بلوئر سانتریفیوژ، برنده قاطع رقابت است. بلوئرهای سانتریفیوژ با راندمان قابل توجه ۸۵ درصد در نقطه طراحی خودشان کار می‌کنند. کافی است تمام شرایط بلوئر سانتریفیوژ را ایده‌آل کنید تا با کمترین مصرف انرژی بالاترین کارایی را داشته باشد. در مقابل بلوئرهای ساید چنل حتی در نقطه طراحی، راندمان نسبتاً پایین ۵۰ الی ۶۰ درصد دارند.
- حالت دوم: راندمان در گستره عملکرد
منحنی راندمان بلوئرهای سانتریفیوژ یک قله تیز است. یعنی تنها در محدوده نقطه طراحی راندمان خوبی دارند. ولی در گستره عملکردی راندمان آنها به شدت افت می‌کند. راندمان یک بلوئر سانتریفیوژ در گستره عملکرد نهایتاً ۳۰ درصد است. در مقابل بلوئر همه کاره ساید چنل قرار دارد که منحنی راندمان آن تقریباً پهن و مسطح است. لذا در هر نوع شرایطی حتی تفاوت فاحش با نقطه طراحی می‌توانند راندمان در حدود ۵۰ درصد را تامین کنند.
حساسیت به تغییرات فشار سیستم
دمنده‌های سانتریفیوژ نسبت به تغییرات فشار سیستم بسیار حساس هستند. به عنوان مثال در صورت مسدود شدن یک فیلتر هوا عملاً به حالت کاملا خطرناک کاویتاسیون رفته و دچار لرزش‌های شدیدی می‌شوند و دبی آنها شدیداً افت پیدا می‌کند. در مقابل بلوئرهای ساید چنل عملکرد نسبتا پایدار در برابر تغییرات فشار سیستم دارند.
عملکرد آرام یا پر سر و صدا
بلوئرهای سانتریفیوژ عملکرد بسیار آرام و کم صدایی دارند. اما همان اندازه که سانتریفیوژها آرام کار می‌کنند، بلوئرهای ساید چنل سر و صدای بسیار بالاتری دارند. عملکرد یک دمنده هوا ساید چنل مانند سوت بلند و ممتدی است که با فرکانس بالا در کل محیط پخش می‌شود.
نگهداری و دوام
هر دو بلوئر سانتریفیوژی و ساید چنل سیستم‌های مقاوم و با دوامی هستند. اما سانتریفیوژها به نسبت مقاوم‌تر هستند و استهلاک کمتری را تجربه می‌کنند. مشکل بلوئرهای ساید چنل فاصله کم لبه پروانه به محفظه بلوئر است که در مقابل ذرات ریز و حتی گرد و غبار هوا آسیب پذیر است. ولی سانتریفیوژها این مشکل را ندارند. با این حال برای طراحی بلوئرهای سانتریفیوژ بزرگ باید از سیستم‌های خنک کننده و روانکاری پیچیده استفاده شود. این در حالی است که ساید چنل به چنین سیستم‌هایی نیاز ندارد.
جمع‌بندی:
از کدام نوع بلوئر استفاده کنیم؟
انتخاب از میان بلوئر ساید چنل یا سانتریفیوژ چندان سخت نیست. کافی است دید مهندسی از شرایط کار و نیازهای خود داشته باشید. در بهترین حالت توصیه می‌کنیم که:
- بلوئر ساید چنل را انتخاب کنید اگر در فعالیت صنعتی به خلاء و یا فشار نسبتاً بالایی با دبی کم و یا متوسط نیاز دارید. در عین حال شرایط کاربرد تخصصی شما مستلزم عملکرد پایدار در برابر تغییرات فشار سیستم است. البته در نظر داشته باشید که بلوئرهای ساید چنل ارزان قیمت و تقریباً کوچک هستند و برای نصب در فضاهای محدود کارایی دارند.
- بلوئر سانتریفیوژ را انتخاب کنید اگر به جابجایی حجم هوای بسیار بالایی نیاز دارید و لازم است تا فشار پایین تا متوسطی را در سیستم ایجاد کنید. این نوع بلوئر در پروژه‌ها مانند طراحی سیستم‌های تهویه بزرگ و یا هوادهی استخرها عالی است. همچنین اگر مصرف انرژی و راندمان در اولویت شما قرار دارد و علاقه دارید تا یک دستگاه بلوئر کم صدا را تهیه کنید، قاعدتاً این مدل‌های سانتریفیوژی مناسب هستند.
برای خرید دستگاه بلوئر مناسب فعالیت‌های صنعتی کافی است با کارشناسان پارس وکیوم جهت مشاوره تخصصی تماس بگیرید. در پارس وکیوم شرایط شما با در نظر گرفتن تمام جزئیات فنی و مهندسی و معرفی بهترین نوع سیستم‌های بلوئر بررسی خواهد شد.
