Ventilatorë për sistemet e ventilimit me kanale
Ky modul shqyrton ventilatorët centrifugale dhe aksiale të përdorur për sistemet e ventilimit me kanale dhe merr në konsideratë aspekte të zgjedhura, duke përfshirë karakteristikat dhe atributet e tyre operative.
Dy llojet e zakonshme të ventilatorëve që përdoren në shërbimet e ndërtesave për sistemet me kanale quhen përgjithësisht ventilatorë centrifugale dhe aksiale - emri rrjedh nga drejtimi përcaktues i rrjedhës së ajrit përmes ventilatorit. Këto dy lloje ndahen në një numër nëntipesh që janë zhvilluar për të siguruar karakteristika të veçanta të rrjedhës/presionit vëllimor, si dhe atribute të tjera operative (duke përfshirë madhësinë, zhurmën, dridhjen, pastrimin, mirëmbajtjen dhe qëndrueshmërinë).
Tabela 1: Të dhënat e publikuara në SHBA dhe Evropë për efikasitetin maksimal të ventilatorit për ventilatorët >600 mm në diametër
Disa nga llojet më të shpeshta të ventilatorëve që përdoren në HVAC janë renditur në Tabelën 1, së bashku me efikasitetet maksimale treguese që janë mbledhur1 nga të dhënat e publikuara nga një sërë prodhuesish amerikanë dhe evropianë. Përveç këtyre, ventilatori 'prizë' (që në fakt është një variant i ventilatorit centrifugal) ka parë popullaritet në rritje vitet e fundit.
Figura 1: Kurbat e përgjithshme të ventilatorëve. Ventilatorët e vërtetë mund të ndryshojnë shumë nga këto kurba të thjeshtuara.
Kurbat karakteristike të ventilatorit tregohen në Figurën 1. Këto janë kurba të ekzagjeruara, të idealizuara, dhe ventilatorët e vërtetë mund të ndryshojnë shumë nga këto; megjithatë, ata ka të ngjarë të shfaqin atribute të ngjashme. Kjo përfshin zonat e paqëndrueshmërisë që janë për shkak të "hunting", ku ventilatori mund të kalojë midis dy shpejtësive të mundshme të rrjedhjes në të njëjtin presion ose si pasojë e bllokimit të ventilatorit (shih Bllokimi i kutisë së rrjedhjes së ajrit). Prodhuesit duhet gjithashtu të identifikojnë diapazonin e preferuar të punës "të sigurt" në literaturën e tyre.
Ventilatorë centrifugale
Me ventilatorët centrifugale, ajri hyn në helikë përgjatë boshtit të saj, pastaj shkarkohet në mënyrë radiale nga helika me lëvizjen centrifugale. Këta ventilatorë janë të aftë të gjenerojnë si presione të larta ashtu edhe shpejtësi rrjedhjeje me vëllim të lartë. Shumica e ventilatorëve tradicionalë centrifugale janë të mbyllur në një strehë të tipit spiral (si në Figurën 2) që vepron për të drejtuar ajrin në lëvizje dhe për të shndërruar në mënyrë efikase energjinë kinetike në presion statik. Për të lëvizur më shumë ajër, ventilatori mund të projektohet me një helikë 'hyrje të dyfishtë me gjerësi të dyfishtë', duke lejuar që ajri të hyjë në të dyja anët e strehës.
Figura 2: Ventilator centrifugal në kuti rrotulluese, me një helikë të pjerrët prapa
Ekzistojnë një numër formash fletësh që mund të përbëjnë shtytësin, ku llojet kryesore janë të lakuara përpara dhe të lakuara prapa - forma e fletës do të përcaktojë performancën e tij, efikasitetin e mundshëm dhe formën e kurbës karakteristike të ventilatorit. Faktorët e tjerë që do të ndikojnë në efikasitetin e ventilatorit janë gjerësia e rrotës së shtytësit, hapësira midis konit të hyrjes dhe shtytësit rrotullues, dhe zona e përdorur për të nxjerrë ajrin nga ventilatori (e ashtuquajtura 'zona e shpërthimit').
Ky lloj ventilatori tradicionalisht është vënë në lëvizje nga një motor me një rregullim me rrip dhe rrotull. Megjithatë, me përmirësimin e kontrolleve elektronike të shpejtësisë dhe rritjen e disponueshmërisë së motorëve me komutim elektronik ('EC' ose pa furça), transmisionet direkte po përdoren gjithnjë e më shpesh. Kjo jo vetëm që eliminon joefikasitetet e natyrshme në një transmision me rrip (që mund të jenë nga 2% në më shumë se 10%, varësisht nga mirëmbajtja2), por ka gjithashtu të ngjarë të zvogëlojë dridhjet, të zvogëlojë mirëmbajtjen (më pak kushineta dhe kërkesa për pastrim) dhe ta bëjë montimin më kompakt.
Ventilatorë centrifugale të lakuar prapa
Ventilatorët e lakuar prapa (ose 'të pjerrët') karakterizohen nga fletë që anohen nga drejtimi i rrotullimit. Ato mund të arrijnë efikasitet deri në 90% kur përdorin fletë aerofoile, siç tregohet në Figurën 3, ose me fletë të thjeshta të formuara në tre dimensione, dhe pak më pak kur përdorin fletë të thjeshta të lakuara, dhe përsëri më pak kur përdorin fletë të thjeshta të pjerrëta prapa. Ajri largohet nga majat e helikës me shpejtësi relativisht të ulët, kështu që humbjet e fërkimit brenda kutisë janë të ulëta dhe zhurma e gjeneruar nga ajri është gjithashtu e ulët. Ato mund të ngecin në ekstremet e kurbës së funksionimit. Helikat relativisht më të gjera do të ofrojnë efikasitete më të mëdha dhe mund të përdorin lehtësisht fletët më të mëdha të profiluara me fletë aerofoile. Helikat e holla do të tregojnë pak përfitim nga përdorimi i fletëve aerofoile, kështu që kanë tendencë të përdorin fletë të sheshta me pllakë. Ventilatorët e lakuar prapa janë veçanërisht të njohur për aftësinë e tyre për të prodhuar presione të larta të kombinuara me zhurmë të ulët dhe kanë një karakteristikë fuqie jo-mbingarkese - kjo do të thotë se ndërsa rezistenca zvogëlohet në një sistem dhe shpejtësia e rrjedhjes rritet, fuqia e tërhequr nga motori elektrik do të zvogëlohet. Ndërtimi i ventilatorëve të lakuar prapa ka të ngjarë të jetë më i fortë dhe mjaft më i rëndë se ventilatori i lakuar përpara më pak efikas. Shpejtësia relativisht e ngadaltë e ajrit nëpër fletë mund të lejojë akumulimin e ndotësve (si pluhuri dhe yndyra).
Figura 3: Ilustrim i rrotulluesve të ventilatorit centrifugale
Ventilatorë centrifugale të lakuar përpara
Ventilatorët e lakuar përpara karakterizohen nga një numër i madh fletësh të lakuara përpara. Meqenëse ato zakonisht prodhojnë presione më të ulëta, ato janë më të vogla, më të lehta dhe më të lira se ventilatori ekuivalent i lakuar prapa. Siç tregohet në Figurën 3 dhe Figurën 4, ky lloj i shtytësit të ventilatorit do të përfshijë mbi 20 fletë që mund të jenë aq të thjeshta sa të formohen nga një fletë e vetme metalike. Efikasitete të përmirësuara arrihen në madhësi më të mëdha me fletë të formuara individualisht. Ajri largohet nga majat e fletëve me një shpejtësi të lartë tangjenciale, dhe kjo energji kinetike duhet të shndërrohet në presion statik në shtresën e jashtme - kjo zvogëlon efikasitetin. Ato përdoren zakonisht për vëllime ajri të ulëta deri në mesatare në presion të ulët (normalisht <1.5kPa), dhe kanë një efikasitet relativisht të ulët nën 70%. Shtresa rrotulluese është veçanërisht e rëndësishme për të arritur efikasitetin më të mirë, pasi ajri largohet nga maja e fletëve me shpejtësi të lartë dhe përdoret për të shndërruar në mënyrë efektive energjinë kinetike në presion statik. Ato funksionojnë me shpejtësi të ulët rrotullimi dhe, për këtë arsye, nivelet e zhurmës së gjeneruar mekanikisht kanë tendencë të jenë më të ulëta se ventilatorët e lakuar prapa me shpejtësi më të lartë. Ventilatori ka një karakteristikë të fuqisë së mbingarkesës kur vepron kundër rezistencave të ulëta të sistemit.
Figura 4: Ventilator centrifugal i lakuar përpara me motor të integruar
Këta ventilatorë nuk janë të përshtatshëm aty ku, për shembull, ajri është shumë i ndotur me pluhur ose mbart pika yndyre të ngulitura.
Figura 5: Shembull i ventilatorit me prizë me lëvizje të drejtpërdrejtë me fletë të lakuara prapa
Ventilatorë centrifugale radiale me tehe
Ventilatori centrifugal me tehe radiale ka avantazhin e të qenit në gjendje të lëvizë grimcat e ajrit të kontaminuar dhe në presione të larta (rreth 10kPa), por, duke funksionuar me shpejtësi të lartë, është shumë i zhurmshëm dhe joefikas (<60%) dhe për këtë arsye nuk duhet të përdoret për HVAC për qëllime të përgjithshme. Ai gjithashtu vuan nga një karakteristikë e fuqisë së mbingarkesës - ndërsa rezistenca e sistemit zvogëlohet (ndoshta nga hapja e amortizatorëve të kontrollit të volumit), fuqia e motorit do të rritet dhe, varësisht nga madhësia e motorit, mund të "mbingarkohet".
Ventilatorët me prizë
Në vend që të montohen në një kuti rrotulluese, këto helika centrifugale të projektuara posaçërisht mund të përdoren direkt në kutinë e njësisë së trajtimit të ajrit (ose, në fakt, në çdo kanal ose plenum), dhe kostoja e tyre fillestare ka të ngjarë të jetë më e ulët se ventilatorët centrifugale të mbyllur. Të njohur si ventilatorë centrifugale 'plenum', 'prizë' ose thjesht 'pa kuti', këta mund të ofrojnë disa avantazhe hapësinore, por me çmimin e humbjes së efikasitetit operativ (me efikasitetet më të mira që janë të ngjashme me ato për ventilatorët centrifugale të lakuar përpara të mbyllur). Ventilatorët do të thithin ajrin përmes konit të hyrjes (në të njëjtën mënyrë si një ventilator i mbyllur), por më pas do ta shkarkojnë ajrin në mënyrë radiale rreth të gjithë perimetrit të jashtëm 360° të helikës. Ato mund të ofrojnë një fleksibilitet të madh të lidhjeve të daljes (nga plenumi), që do të thotë se mund të ketë më pak nevojë për kthesa ngjitur ose kalime të mprehta në kanalet që vetë do të shtonin në rënien e presionit të sistemit (dhe, për rrjedhojë, fuqi shtesë të ventilatorit). Efikasiteti i përgjithshëm i sistemit mund të përmirësohet duke përdorur hyrjet e gojës së ziles në kanalet që dalin nga plenumi. Një nga përfitimet e ventilatorit me prizë është performanca e tij e përmirësuar akustike, kryesisht si rezultat i thithjes së zërit brenda plenumit dhe mungesës së shtigjeve të 'shikimit të drejtpërdrejtë' nga helika në grykën e kanaleve. Efikasiteti do të varet shumë nga vendndodhja e ventilatorit brenda plenumit dhe marrëdhënia e ventilatorit me daljen e tij - plenumi përdoret për të shndërruar energjinë kinetike në ajër dhe kështu për të rritur presionin statik. Performanca dhe stabilitetet e ndryshme të funksionimit do të varen nga lloji i helikës - helika me rrjedhje të përzier (që ofrojnë një kombinim të rrjedhjes radiale dhe aksiale) janë përdorur për të kapërcyer problemet e rrjedhjes që vijnë nga modeli i fortë i rrjedhjes radiale të ajrit të krijuar duke përdorur helika të thjeshta centrifugale3.
Për njësitë më të vogla, dizajni i tyre kompakt shpesh plotësohet përmes përdorimit të motorëve EC që kontrollohen lehtësisht.
Ventilatorë aksialë
Në ventilatorët me rrjedhë aksiale, ajri kalon nëpër ventilator në përputhje me boshtin e rrotullimit (siç tregohet në ventilatorin aksial me tub të thjeshtë të Figurës 6) - presioni prodhohet nga ngritja aerodinamike (e ngjashme me krahun e një avioni). Këto mund të jenë relativisht kompakte, me kosto të ulët dhe të lehta, veçanërisht të përshtatshme për lëvizjen e ajrit kundër presioneve relativisht të ulëta, kështu që përdoren shpesh në sistemet e nxjerrjes ku rëniet e presionit janë më të ulëta se sistemet e furnizimit - furnizimi normalisht përfshin rënien e presionit të të gjithë komponentëve të kondicionimit të ajrit në njësinë e trajtimit të ajrit. Kur ajri largohet nga një ventilator i thjeshtë aksial, ai do të rrotullohet për shkak të rrotullimit të dhënë ajrit ndërsa kalon nëpër helikë - performanca e ventilatorit mund të përmirësohet ndjeshëm nga fletët udhëzuese në rrjedhën e poshtme për të rikuperuar vorbullën, si në ventilatorin aksial me fletë të treguar në Figurën 7. Efikasiteti i një ventilatori aksial ndikohet nga forma e tehut, distanca midis majës së tehut dhe kutisë përreth, dhe rikuperimi i vorbullës. Hapi i tehut mund të ndryshohet për të ndryshuar në mënyrë efikase prodhimin e ventilatorit. Duke ndryshuar rrotullimin e ventilatorëve aksialë, edhe rrjedha e ajrit mund të ndryshojë - megjithëse ventilatori do të jetë i projektuar për të punuar në drejtimin kryesor.
Figura 6: Një ventilator me rrjedhje aksiale me tub
Kurba karakteristike për ventilatorët aksialë ka një rajon ngecjeje që mund t'i bëjë ata të papërshtatshëm për sisteme me një gamë shumë të ndryshueshme kushtesh operimi, megjithëse ato kanë përfitimin e një karakteristike të fuqisë jo-mbingarkesë.
Figura 7: Një ventilator rrjedhjeje aksiale me fletë
Ventilatorët aksialë me fletë mund të jenë po aq efikasë sa ventilatorët centrifugale të lakuar prapa dhe janë në gjendje të prodhojnë rrjedhje të larta në presione të arsyeshme (zakonisht rreth 2kPa), megjithëse ka të ngjarë të krijojnë më shumë zhurmë.
Ventilatori me rrjedhë të përzier është një zhvillim i ventilatorit aksial dhe, siç tregohet në Figurën 8, ka një helikë në formë konike ku ajri tërhiqet në mënyrë radiale përmes kanaleve zgjeruese dhe më pas kalohet në mënyrë aksiale përmes fletëve udhëzuese të drejtimit. Veprimi i kombinuar mund të prodhojë presion shumë më të lartë se sa është e mundur me ventilatorët e tjerë me rrjedhë aksiale. Efikasitetet dhe nivelet e zhurmës mund të jenë të ngjashme me ato të një ventilatori centrifugal me kurbë të kundërt.
Figura 8: Ventilator i integruar me rrjedhje të përzier
Instalimi i ventilatorit
Përpjekjet për të ofruar një zgjidhje efektive për ventilatorin mund të dëmtohen rëndë nga marrëdhënia midis ventilatorit dhe rrugëve lokale të kanalizuara për ajrin.
Koha e postimit: 07 Janar 2022