Dva uobičajena tipa ventilatora koji se koriste u zgradarstvu za kanalske sustave općenito se nazivaju centrifugalni i aksijalni ventilatori – naziv koji proizlazi iz definiranog smjera protoka zraka kroz ventilator.Ove dvije vrste su same po sebi podijeljene u nekoliko podvrsta koje su razvijene kako bi pružile određene karakteristike volumenskog protoka/tlaka, kao i druge radne karakteristike (uključujući veličinu, buku, vibracije, mogućnost čišćenja, održavanje i robusnost).

---

Tablica 1: Podaci o vršnoj učinkovitosti ventilatora objavljeni u SAD-u i Europi za ventilatore promjera >600 mm

---

Neki od tipova ventilatora koji se češće susreću u HVAC-u navedeni su u Tablici 1, zajedno s indikativnim vršnim učincima koji su prikupljeni1 iz podataka koje je objavio niz američkih i europskih proizvođača.Osim njih, posljednjih godina sve veću popularnost bilježi 'plug' ventilator (koji je zapravo varijanta centrifugalnog ventilatora).

---

Slika 1: Generičke krivulje ventilatora.Pravi navijači mogu se uvelike razlikovati od ovih pojednostavljenih krivulja

---

Karakteristične krivulje ventilatora prikazane su na slici 1. Ovo su preuveličane, idealizirane krivulje, a pravi se ventilatori mogu razlikovati od njih;međutim, vjerojatno će pokazivati ​​slične osobine.Ovo uključuje područja nestabilnosti koja su uzrokovana prekidom, gdje se ventilator može mijenjati između dva moguća protoka pri istom tlaku ili kao posljedica zaustavljanja ventilatora (pogledajte kutiju zastoja protoka zraka).Proizvođači bi također trebali identificirati preferirane 'sigurne' radne raspone u svojoj literaturi.

Centrifugalni ventilatori

Kod centrifugalnih ventilatora zrak ulazi u impeler duž njegove osi, a zatim se centrifugalnim gibanjem radijalno ispušta iz rotora.Ovi ventilatori mogu stvarati i visoke tlakove i velike količine protoka.Većina tradicionalnih centrifugalnih ventilatora zatvorena je u kućište spiralnog tipa (kao na slici 2) koje usmjerava pokretni zrak i učinkovito pretvara kinetičku energiju u statički tlak.Za premještanje više zraka, ventilator se može dizajnirati s impelerom 'dvostruke širine s dvostrukim ulazom', što omogućuje ulazak zraka s obje strane kućišta.

---

Slika 2: Centrifugalni ventilator u spiralnom kućištu, s unatrag nagnutim rotorom

---

Postoji niz oblika lopatica koje mogu sačinjavati impeler, a glavne vrste su zakrivljene prema naprijed i zakrivljene unatrag – oblik lopatice će odrediti njegovu izvedbu, potencijalnu učinkovitost i oblik karakteristične krivulje ventilatora.Ostali čimbenici koji će utjecati na učinkovitost ventilatora su širina kotača rotora, razmak između ulaznog konusa i rotirajućeg rotora i područje koje se koristi za ispuštanje zraka iz ventilatora (tzv. 'područje udara') .

Ovu vrstu ventilatora tradicionalno pokreće motor s remenom i remenicom.Međutim, s poboljšanjem elektroničke kontrole brzine i povećanom dostupnošću elektronički komutiranih ('EC' ili bez četkica) motora, izravni pogoni se sve češće koriste.Ovo ne samo da uklanja neučinkovitost svojstvenu remenskom pogonu (koja može biti bilo koja od 2% do više od 10%, ovisno o održavanju2), nego će također vjerojatno smanjiti vibracije, smanjiti održavanje (manje ležajeva i zahtjeva za čišćenje) i učiniti sklop kompaktniji.

Unatrag zakrivljeni centrifugalni ventilatori

Unazad zakrivljene (ili 'nagnute') ventilatore karakteriziraju lopatice koje se naginju u suprotnom smjeru vrtnje.Mogu doseći učinkovitost od oko 90% kada se koriste aeroprofilne lopatice, kao što je prikazano na slici 3, ili s ravnim lopaticama oblikovanim u tri dimenzije, i nešto manje kada se koriste obične zakrivljene lopatice, i opet manje kada se koriste jednostavne ravne ploče nagnute unatrag.Zrak napušta vrhove impelera relativno malom brzinom, tako da su gubici trenja unutar kućišta niski, a buka koju stvara zrak također je niska.Mogu se zaustaviti na ekstremima radne krivulje.Relativno širi impeleri osigurat će najveću učinkovitost i lako mogu primijeniti značajnije profilirane lopatice s aeroprofilom.Tanki impeleri će pokazati malo koristi od korištenja aeroprofila, stoga koristite ravne ploče.Unatrag zakrivljeni ventilatori posebno su poznati po svojoj sposobnosti stvaranja visokih tlakova u kombinaciji s niskom bukom i imaju karakteristiku snage bez preopterećenja – to znači da kako se smanjuje otpor u sustavu i povećava protok, snaga koju troši električni motor smanjit će se .Konstrukcija unatrag zakrivljenih ventilatora vjerojatno će biti robusnija i prilično teža od manje učinkovitog prema naprijed zakrivljenog ventilatora.Relativno mala brzina zraka kroz lopatice može omogućiti nakupljanje kontaminanata (kao što su prašina i masnoća).

---

Slika 3: Prikaz impelera centrifugalnog ventilatora

---

Centrifugalni ventilatori zakrivljeni naprijed

Naprijed zakrivljene ventilatore karakterizira veliki broj naprijed zakrivljenih lopatica.Budući da obično proizvode niži tlak, manji su, lakši i jeftiniji od ekvivalentnog ventilatora s unatrag zakrivljenim pogonom.Kao što je prikazano na slikama 3 i 4, ova vrsta impelera ventilatora uključivat će više od 20 lopatica koje mogu biti jednostavno oblikovane od jednog metalnog lima.Poboljšana učinkovitost postiže se u većim veličinama s pojedinačnim oblikovanim oštricama.Zrak napušta vrhove lopatica velikom tangencijalnom brzinom, a ta se kinetička energija mora pretvoriti u statički tlak u kućištu – to umanjuje učinkovitost.Obično se koriste za niske do srednje količine zraka pri niskom tlaku (obično <1,5 kPa) i imaju relativno nisku učinkovitost ispod 70%.Zavojno kućište je posebno važno za postizanje najbolje učinkovitosti, jer zrak napušta vrh lopatica velikom brzinom i koristi se za učinkovito pretvaranje kinetičke energije u statički tlak.Rade pri niskim brzinama vrtnje i stoga su mehanički generirane razine buke obično manje od ventilatora s unazad zakrivljenim ventilatorima veće brzine.Ventilator ima karakteristiku preopterećenja kada radi protiv niskih otpora sustava.

---

Slika 4: Centrifugalni ventilator zakrivljen prema naprijed s integriranim motorom

---

Ovi ventilatori nisu prikladni tamo gdje je, na primjer, zrak jako onečišćen prašinom ili nosi uvučene kapljice masti.

---

Slika 5: Primjer ventilatora s izravnim pogonom i unatrag zakrivljenim lopaticama

---

Centrifugalni ventilatori s radijalnim lopaticama

Prednost centrifugalnog ventilatora s radijalnim lopaticama je mogućnost pokretanja kontaminiranih čestica zraka i pri visokim tlakovima (reda od 10 kPa), ali, radeći pri velikim brzinama, vrlo je bučan i neučinkovit (<60%) i stoga ga ne bi trebalo koristiti koristi se za HVAC opće namjene.Također pati od karakteristike snage preopterećenja – kako se otpor sustava smanjuje (možda otvaranjem prigušnica za kontrolu glasnoće), snaga motora će porasti i, ovisno o veličini motora, može doći do 'preopterećenja'.

Ventilatori utikača

Umjesto montiranja u klizno kućište, ovi namjenski dizajnirani centrifugalni rotori mogu se koristiti izravno u kućištu jedinice za obradu zraka (ili, zapravo, u bilo kojem kanalu ili plenumu), a njihova će početna cijena vjerojatno biti niža od smješteni centrifugalni ventilatori.Poznati kao 'plenumski', 'plug' ili jednostavno 'nekućišni' centrifugalni ventilatori, oni mogu pružiti neke prostorne prednosti, ali po cijenu izgubljene radne učinkovitosti (s najboljom učinkovitošću koja je slična onoj za smještene naprijed zakrivljene centrifugalne ventilatore).Ventilatori će uvući zrak kroz ulazni konus (na isti način kao ventilator u kućištu), ali zatim ispuštaju zrak radijalno oko cijelog vanjskog opsega impelera od 360°.Oni mogu pružiti veliku fleksibilnost izlaznih priključaka (iz plenuma), što znači da može biti manje potrebe za susjednim zavojima ili oštrim prijelazima u cjevovodu koji bi sami po sebi povećali pad tlaka u sustavu (a time i dodatnu snagu ventilatora).Ukupna učinkovitost sustava može se poboljšati upotrebom zvonastih ulaza u kanale koji napuštaju plenum.Jedna od prednosti utičnog ventilatora je njegova poboljšana akustična izvedba, koja je u velikoj mjeri rezultat apsorpcije zvuka unutar plenuma i nedostatka 'izravnog pogleda' od propelera do ulaza u kanal.Učinkovitost će uvelike ovisiti o položaju ventilatora unutar plenuma i odnosu ventilatora prema njegovom izlazu – plenum se koristi za pretvorbu kinetičke energije u zraku i tako povećava statički tlak.Značajno različita izvedba i različita stabilnost rada ovisit će o vrsti rotora – rotori s mješovitim protokom (koji pružaju kombinaciju radijalnog i aksijalnog protoka) korišteni su za prevladavanje problema s protokom koji proizlaze iz jakog radijalnog uzorka protoka zraka stvorenog korištenjem jednostavnih centrifugalnih rotora3.

Za manje jedinice, njihov kompaktni dizajn često se nadopunjuje korištenjem EC motora koji se mogu lako kontrolirati.

Aksijalni ventilatori

U ventilatorima s aksijalnim protokom, zrak prolazi kroz ventilator u skladu s osi rotacije (kao što je prikazano na jednostavnom cijevnom aksijalnom ventilatoru na slici 6) – pritisak se proizvodi aerodinamičkim uzgonom (slično krilu zrakoplova).Oni mogu biti relativno kompaktni, jeftini i lagani, posebno prikladni za kretanje zraka protiv relativno niskih tlakova, pa se često koriste u odvodnim sustavima gdje su padovi tlaka niži nego u opskrbnim sustavima – opskrba obično uključuje pad tlaka svih klimatizacijskih uređaja. komponente u jedinici za obradu zraka.Kada zrak napusti jednostavan aksijalni ventilator, vrtložit će se zbog rotacije koja se prenosi na zrak dok prolazi kroz impeler – performanse ventilatora mogu se značajno poboljšati nizvodnim vodećim lopaticama za vraćanje vrtloga, kao u lopaticama aksijalnog ventilatora prikazanog na slici 7. Na učinkovitost aksijalnog ventilatora utječu oblik lopatice, udaljenost između vrha lopatice i okolnog kućišta i povrat vrtloga.Uspon lopatica može se mijenjati kako bi se učinkovito mijenjala snaga ventilatora.Okretanjem rotacije aksijalnih ventilatora, protok zraka se također može obrnuti – iako će ventilator biti dizajniran da radi u glavnom smjeru.

---

Slika 6: Cijevni aksijalni ventilator

---

Karakteristična krivulja za aksijalne ventilatore ima područje zastoja koje ih može učiniti neprikladnima za sustave sa širokim rasponom radnih uvjeta, iako imaju prednost karakteristike snage bez preopterećenja.

---

Slika 7: Ventilator s aksijalnim protokom lopatica

---

Aksijalni ventilatori s lopaticama mogu biti jednako učinkoviti kao unatrag zakrivljeni centrifugalni ventilatori i mogu proizvesti velike protoke pri razumnim tlakovima (obično oko 2 kPa), iako će vjerojatno stvarati više buke.

Ventilator mješovitog protoka je razvoj aksijalnog ventilatora i, kao što je prikazano na slici 8, ima rotor stožastog oblika gdje se zrak radijalno uvlači kroz kanale koji se šire i zatim prolazi aksijalno kroz lopatice za uspravljanje.Kombinirano djelovanje može proizvesti daleko veći tlak nego što je to moguće s drugim ventilatorima s aksijalnim protokom.Učinkovitost i razina buke mogu biti slične onima kod centrifugalnog ventilatora s unatrag krivuljom.

---

Slika 8: Inline ventilator s mješovitim protokom

---

Ugradnja ventilatora

Napori da se osigura učinkovito rješenje ventilatora mogu biti ozbiljno potkopani odnosom između ventilatora i lokalnih kanala za zrak.

---

Vrijeme objave: 7. siječnja 2022