Двата често срещани типа вентилатори, използвани в сградните услуги за канални системи, обикновено се наричат ​​центробежни и аксиални вентилатори – името произлиза от определящата посока на въздушния поток през вентилатора.Самите тези два типа са разделени на няколко подтипа, които са разработени, за да осигурят специфични характеристики на обемен поток/налягане, както и други оперативни характеристики (включително размер, шум, вибрации, възможност за почистване, поддръжка и здравина).

---

Таблица 1: Публикувани в САЩ и Европа данни за пикова ефективност на вентилатора за вентилатори >600 мм в диаметър

---

Някои от по-често срещаните типове вентилатори, използвани в HVAC, са изброени в таблица 1, заедно с индикативните пикови ефективности, които са събрани1 от данни, публикувани от редица американски и европейски производители.В допълнение към тях, вентилаторът „щепсел“ (който всъщност е вариант на центробежния вентилатор) се радва на нарастваща популярност през последните години.

---

Фигура 1: Генерични криви на вентилатора.Истинските фенове могат да се различават значително от тези опростени криви

---

Характеристичните криви на вентилатора са показани на фигура 1. Това са преувеличени, идеализирани криви и истинските вентилатори може да се различават от тях;въпреки това е вероятно те да проявяват подобни атрибути.Това включва зоните на нестабилност, които се дължат на престой, където вентилаторът може да превключва между два възможни дебита при едно и също налягане или като следствие от блокиране на вентилатора (вижте блокирането на въздушния поток).Производителите също трябва да идентифицират предпочитаните „безопасни“ работни диапазони в своята литература.

Центробежни вентилатори

При центробежните вентилатори въздухът навлиза в работното колело по оста му, след което се изхвърля радиално от работното колело с центробежно движение.Тези вентилатори са в състояние да генерират както високо налягане, така и голям дебит.По-голямата част от традиционните центробежни вентилатори са затворени в корпус от спирален тип (както на фигура 2), който действа за насочване на движещия се въздух и ефективно преобразуване на кинетичната енергия в статично налягане.За да движи повече въздух, вентилаторът може да бъде проектиран с работно колело с „двойна ширина и двоен вход“, което позволява на въздуха да влиза от двете страни на корпуса.

---

Фигура 2: Центробежен вентилатор в спирален корпус с наклонено назад работно колело

---

Има редица форми на лопатки, които могат да съставят работното колело, като основните типове са извити напред и извити назад – формата на лопатката ще определи нейната производителност, потенциална ефективност и формата на характерната крива на вентилатора.Другите фактори, които ще повлияят на ефективността на вентилатора, са ширината на колелото на работното колело, свободното пространство между входящия конус и въртящото се работно колело и използваната зона за изпускане на въздуха от вентилатора (така наречената „зона на взривяване“) .

Този тип вентилатор традиционно се задвижва от двигател с ремък и ролка.Въпреки това, с подобряването на електронното управление на скоростта и увеличената наличност на електронно комутирани („EC“ или безчеткови) двигатели, директните задвижвания стават все по-често използвани.Това не само премахва неефективността, присъща на ремъчната предавка (която може да бъде от 2% до повече от 10%, в зависимост от поддръжката2), но също така е вероятно да намали вибрациите, да намали поддръжката (по-малко лагери и изисквания за почистване) и да направи монтажа по-компактен.

Обратно извити центробежни вентилатори

Извитите назад (или „наклонени“) вентилатори се характеризират с лопатки, които се накланят встрани от посоката на въртене.Те могат да достигнат ефективност от близо 90%, когато използват перки за аерокрил, както е показано на Фигура 3, или с обикновени перки, оформени в три измерения, и малко по-малко, когато използват гладки извити перки, и отново по-малко, когато използват прости плоски пластини, наклонени назад.Въздухът напуска върховете на работното колело с относително ниска скорост, така че загубите от триене в корпуса са ниски и шумът, генериран от въздуха, също е нисък.Те могат да спрат в крайните точки на работната крива.Относително по-широките работни колела ще осигурят най-голяма ефективност и могат лесно да използват по-значителните профилирани лопатки с аерокрил.Тънките работни колела ще покажат малка полза от използването на аерокрила, така че са склонни да използват плоски плочи.Обратно извитите вентилатори са особено известни с капацитета си да произвеждат високо налягане, съчетано с нисък шум, и имат характеристика на мощността без претоварване – това означава, че когато съпротивлението в системата намалява и дебитът се увеличава, мощността, консумирана от електрическия мотор, ще намалее .Конструкцията на извитите назад вентилатори вероятно ще бъде по-здрава и доста по-тежка от по-малко ефективния вентилатор с извита напред.Относително ниската скорост на въздуха през лопатките може да позволи натрупването на замърсители (като прах и мазнини).

---

Фигура 3: Илюстрация на работни колела на центробежен вентилатор

---

Извити напред центробежни вентилатори

Извитите напред вентилатори се характеризират с голям брой извити напред перки.Тъй като те обикновено произвеждат по-ниско налягане, те са по-малки, по-леки и по-евтини от еквивалентния задвижван назад извит вентилатор.Както е показано на Фигура 3 и Фигура 4, този тип работно колело на вентилатор ще включва над 20 лопатки, които могат да бъдат толкова прости, колкото да бъдат оформени от един метален лист.Подобрена ефективност се получава при по-големи размери с индивидуално оформени остриета.Въздухът напуска върховете на лопатките с висока тангенциална скорост и тази кинетична енергия трябва да се преобразува в статично налягане в корпуса – това намалява ефективността.Те обикновено се използват за ниски до средни въздушни обеми при ниско налягане (обикновено <1,5kPa) и имат относително ниска ефективност под 70%.Корпусът на спиралата е особено важен за постигане на най-добра ефективност, тъй като въздухът напуска върха на лопатките с висока скорост и се използва за ефективно преобразуване на кинетичната енергия в статично налягане.Те работят при ниски скорости на въртене и следователно механично генерираните нива на шум обикновено са по-ниски от вентилаторите с по-висока скорост, извити назад.Вентилаторът има мощностна характеристика на претоварване, когато работи срещу ниско съпротивление на системата.

---

Фигура 4: Извит напред центробежен вентилатор с вграден двигател

---

Тези вентилатори не са подходящи, когато например въздухът е силно замърсен с прах или носи увлечени капчици мазнини.

---

Фигура 5: Пример за директно задвижван щепселен вентилатор с назад извити лопатки

---

Центробежни вентилатори с радиални лопатки

Центробежният вентилатор с радиални лопатки има предимството, че може да движи замърсени въздушни частици и при високо налягане (от порядъка на 10kPa), но работейки при високи скорости, той е много шумен и неефективен (<60%) и затова не трябва да се използва използвани за ОВК с общо предназначение.Той също така страда от характеристика на мощността на претоварване – тъй като съпротивлението на системата е намалено (може би чрез отваряне на амортисьорите за контрол на силата на звука), мощността на двигателя ще се повиши и, в зависимост от размера на двигателя, може евентуално да се „претовари“.

Щепселни вентилатори

Вместо да бъдат монтирани в спирален корпус, тези специално проектирани центробежни работни колела могат да се използват директно в корпуса на климатичния модул (или, наистина, във всеки канал или пленум) и първоначалната им цена вероятно ще бъде по-ниска от разположени центробежни вентилатори.Познати като центробежни вентилатори „нагнетателни“, „щепселни“ или просто „незатворени“ центробежни вентилатори, те могат да осигурят някои предимства в пространството, но на цената на загуба на оперативна ефективност (като най-добрата ефективност е подобна на тази за разположените напред извити центробежни вентилатори).Вентилаторите ще засмукват въздух през входящия конус (по същия начин като вентилатор в корпус), но след това изпускат въздуха радиално около цялата външна обиколка на работното колело от 360°.Те могат да осигурят голяма гъвкавост на изходящите връзки (от пленума), което означава, че може да има по-малка нужда от съседни завои или резки преходи в тръбопровода, които сами по себе си биха добавили към спада на налягането в системата (и, следователно, допълнителна мощност на вентилатора).Цялостната ефективност на системата може да бъде подобрена чрез използване на входове на камбаната към каналите, напускащи нагнетателната камера.Едно от предимствата на щепселния вентилатор е неговата подобрена акустична производителност, до голяма степен резултат от поглъщането на звука в пленума и липсата на пътища за „директна видимост“ от работното колело в устието на тръбопровода.Ефективността ще зависи много от местоположението на вентилатора в камерата и връзката на вентилатора с неговия изход – камерата се използва за преобразуване на кинетичната енергия във въздуха и по този начин за увеличаване на статичното налягане.Съществено различна производителност и различна стабилност на работа ще зависят от типа работно колело – работещи колела със смесен поток (осигуряващи комбинация от радиален и аксиален поток) са използвани за преодоляване на проблеми с потока, произтичащи от силния радиален модел на въздушния поток, създаден с помощта на прости центробежни работни колела3.

За по-малките модули техният компактен дизайн често се допълва чрез използването на лесно управляеми EC двигатели.

Аксиални вентилатори

При вентилаторите с аксиален поток въздухът преминава през вентилатора в съответствие с оста на въртене (както е показано на обикновения тръбен аксиален вентилатор на Фигура 6) – налягането се създава от аеродинамично повдигане (подобно на крило на самолет).Те могат да бъдат сравнително компактни, с ниска цена и леки, особено подходящи за движение на въздух при относително ниско налягане, така че често се използват в аспирационни системи, където спадовете на налягането са по-ниски от захранващите системи – захранването обикновено включва спада на налягането на всички климатици компоненти в климатичната камера.Когато въздухът напусне обикновен аксиален вентилатор, той ще се завихри поради въртенето, придадено на въздуха, докато преминава през работното колело – производителността на вентилатора може да се подобри значително чрез направляващи лопатки надолу по веригата за възстановяване на завихрянето, както при перката аксиален вентилатор, показан на Фигура 7. Ефективността на аксиалния вентилатор се влияе от формата на лопатката, разстоянието между върха на лопатката и заобикалящия корпус и възстановяването на завихрянето.Стъпката на лопатките може да се променя, за да се променя ефективно мощността на вентилатора.Чрез обръщане на въртенето на аксиалните вентилатори въздушният поток също може да бъде обърнат – въпреки че вентилаторът ще бъде проектиран да работи в основната посока.

---

Фигура 6: Тръбен вентилатор с аксиален поток

---

Характеристичната крива за аксиалните вентилатори има зона на спиране, която може да ги направи неподходящи за системи с широко вариращ диапазон от работни условия, въпреки че те имат предимството на характеристиката на мощност без претоварване.

---

Фигура 7: Вентилатор с аксиален поток

---

Аксиалните вентилатори с лопатки могат да бъдат толкова ефективни, колкото центробежните вентилатори с извита назад и са в състояние да произвеждат високи потоци при разумни налягания (обикновено около 2 kPa), въпреки че е вероятно да създават повече шум.

Вентилаторът със смесен поток е развитие на аксиалния вентилатор и, както е показано на Фигура 8, има работно колело с конична форма, където въздухът се изтегля радиално през разширяващите се канали и след това преминава аксиално през направляващите лопатки за изправяне.Комбинираното действие може да доведе до много по-високо налягане, отколкото е възможно с други вентилатори с аксиален поток.Ефективността и нивата на шум могат да бъдат подобни на тези на центробежен вентилатор с обратна крива.

---

Фигура 8: Вграден вентилатор със смесен поток

---

Монтаж на вентилатора

Усилията за осигуряване на ефективно решение за вентилатор може да бъдат силно подкопани от връзката между вентилатора и локалните тръбопроводи за въздуха.

---

Време на публикуване: 7 януари 2022 г