Mga tagahanga para sa mga ducted ventilation system
Tinitingnan ng module na ito ang centrifugal at axial fan na ginagamit para sa mga ducted ventilation system at isinasaalang-alang ang mga piling aspeto, kabilang ang kanilang mga katangian at mga katangian ng pagpapatakbo.
Ang dalawang karaniwang uri ng fan na ginagamit sa pagbuo ng mga serbisyo para sa mga ducted system ay karaniwang tinutukoy bilang centrifugal at axial fan - ang pangalan na nagmula sa pagtukoy ng direksyon ng daloy ng hangin sa pamamagitan ng fan.Ang dalawang uri na ito ay nahahati sa ilang mga subtype na binuo upang magbigay ng partikular na mga katangian ng daloy ng volume/presyon, pati na rin ang iba pang mga katangian ng pagpapatakbo (kabilang ang laki, ingay, vibration, pagiging malinis, kakayahang mapanatili at tibay).
Talahanayan 1: Na-publish ng US at European ang peak fan efficiency data para sa mga fan na >600mm ang diameter
Ang ilan sa mga mas madalas na nakakaharap na uri ng fan na ginagamit sa HVAC ay nakalista sa Talahanayan 1, kasama ang mga indikatibong pinakamataas na kahusayan na nakolekta1 mula sa data na inilathala ng isang hanay ng mga tagagawa ng US at European.Bilang karagdagan sa mga ito, ang 'plug' fan (na talagang isang variant ng centrifugal fan) ay nakakita ng tumataas na katanyagan sa mga nakaraang taon.
Figure 1: Mga generic na fan curve.Ang mga tunay na tagahanga ay maaaring mag-iba nang malaki sa mga pinasimpleng curve na ito
Ang mga katangian ng fan curve ay ipinapakita sa Figure 1. Ang mga ito ay exaggerated, idealized curves, at ang mga totoong fan ay maaaring magkaiba sa mga ito;gayunpaman, malamang na magpakita sila ng mga katulad na katangian.Kabilang dito ang mga lugar ng kawalang-tatag na dulot ng pangangaso, kung saan ang bentilador ay maaaring magpalipat-lipat sa pagitan ng dalawang posibleng flowrate sa parehong presyon o bilang resulta ng pagtigil ng fan (tingnan ang Stalling of air flow box).Dapat ding tukuyin ng mga tagagawa ang gustong 'ligtas' na mga hanay ng pagtatrabaho sa kanilang panitikan.
Mga tagahanga ng sentripugal
Sa mga tagahanga ng sentripugal, ang hangin ay pumapasok sa impeller kasama ang axis nito, pagkatapos ay pinalabas ito nang radially mula sa impeller na may centrifugal motion.Ang mga fan na ito ay may kakayahang bumuo ng parehong mataas na presyon at mataas na dami ng daloy.Ang karamihan ng mga tradisyonal na centrifugal fan ay nakapaloob sa isang scroll type housing (tulad ng sa Figure 2) na kumikilos upang idirekta ang gumagalaw na hangin at mahusay na i-convert ang kinetic energy sa static na presyon.Upang makapaglipat ng mas maraming hangin, ang fan ay maaaring idisenyo gamit ang isang 'double width double inlet' impeller, na nagpapahintulot sa hangin na pumasok sa magkabilang panig ng casing.
Figure 2: Centrifugal fan sa scroll casing, na may backward inclined impeller
Mayroong ilang mga hugis ng blades na maaaring bumubuo sa impeller, na ang mga pangunahing uri ay forward curved at backward curved - ang hugis ng blade ang tutukoy sa performance nito, potensyal na kahusayan at ang hugis ng katangian ng fan curve.Ang iba pang mga kadahilanan na makakaapekto sa kahusayan ng fan ay ang lapad ng impeller wheel, ang clearance space sa pagitan ng inlet cone at ng umiikot na impeller, at ang lugar na ginamit ang paglabas ng hangin mula sa fan (ang tinatawag na 'blast area') .
Ang ganitong uri ng bentilador ay tradisyonal na hinihimok ng isang motor na may belt at pulley arrangement.Gayunpaman, sa pagpapabuti ng mga electronic na kontrol sa bilis at ang pagtaas ng kakayahang magamit ng mga electronically commutated ('EC' o brushless) na mga motor, ang mga direktang drive ay nagiging mas madalas na ginagamit.Hindi lamang nito inaalis ang mga inefficiencies na likas sa isang belt drive (na maaaring kahit ano mula sa 2% hanggang sa higit sa 10%, depende sa maintenance2) ngunit malamang na bawasan din ang vibration, bawasan ang maintenance (mas kaunting mga bearings at mga kinakailangan sa paglilinis) at gawin ang assembly mas compact.
Paatras na hubog na mga centrifugal na tagahanga
Ang mga paatras na hubog (o 'hilig') na mga fan ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga blades na tumagilid palayo sa direksyon ng pag-ikot.Maaabot nila ang mga kahusayan na patungo sa 90% kapag gumagamit ng aerofoil blades, tulad ng ipinapakita sa Figure 3, o may mga plain blades na hugis sa tatlong dimensyon, at bahagyang mas mababa kapag gumagamit ng plain curved blades, at mas mababa muli kapag gumagamit ng simpleng flat plate backward inclined blades.Ang hangin ay umalis sa mga dulo ng impeller sa medyo mababang bilis, kaya ang pagkalugi ng friction sa loob ng pambalot ay mababa at ang ingay na nabuo ng hangin ay mababa din.Maaari silang tumigil sa sukdulan ng operating curve.Ang medyo mas malawak na mga impeller ay magbibigay ng pinakamalaking kahusayan, at madaling gamitin ang mas malaking aerofoil profiled blades.Ang mga slim impeller ay magpapakita ng kaunting pakinabang mula sa paggamit ng aerofoils kaya malamang na gumamit ng flat plate blades.Ang mga backward curved fan ay partikular na kilala para sa kanilang kapasidad na gumawa ng matataas na presyon na sinamahan ng mababang ingay, at may hindi nag-overloading na katangian ng kapangyarihan - nangangahulugan ito na habang bumababa ang resistensya sa isang system at tumataas ang flowrate, mababawasan ang kapangyarihan na iginuhit ng de-koryenteng motor. .Ang pagtatayo ng mga backward curved fan ay malamang na maging mas matatag at mas mabigat kaysa sa hindi gaanong mahusay na forward curved fan.Ang medyo mabagal na bilis ng hangin ng hangin sa mga blades ay maaaring magbigay-daan sa akumulasyon ng mga kontaminant (tulad ng alikabok at grasa).
Figure 3: Ilustrasyon ng mga centrifugal fan impeller
Pasulong na mga hubog na sentripugal na tagahanga
Ang mga forward curved fan ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang malaking bilang ng mga forward curved blades.Dahil kadalasang gumagawa ang mga ito ng mas mababang pressure, mas maliit ang mga ito, mas magaan at mas mura kaysa sa katumbas na pinapagana ng backward curved fan.Gaya ng ipinapakita sa Figure 3 at Figure 4, ang ganitong uri ng fan impeller ay magsasama ng 20-plus blades na maaaring kasing simple ng nabuo mula sa iisang metal sheet.Ang mga pinahusay na kahusayan ay nakukuha sa mas malalaking sukat na may mga indibidwal na nabuong blades.Ang hangin ay umaalis sa mga tip ng talim na may mataas na tangential velocity, at ang kinetic energy na ito ay dapat ma-convert sa static na presyon sa casing - ito ay nakakabawas sa kahusayan.Karaniwang ginagamit ang mga ito para sa mababa hanggang katamtamang dami ng hangin sa mababang presyon (karaniwang <1.5kPa), at may medyo mababang kahusayan na mas mababa sa 70%.Ang scroll casing ay partikular na mahalaga upang makamit ang pinakamahusay na kahusayan, dahil ang hangin ay umaalis sa dulo ng mga blades sa mataas na bilis at ginagamit upang epektibong i-convert ang kinetic energy sa static na presyon.Tumatakbo ang mga ito sa mababang bilis ng pag-ikot at, samakatuwid, ang mga antas ng ingay na nabuo ng mekanikal ay malamang na mas mababa kaysa sa mas mataas na bilis at pabalik na mga kurbadong fan.Ang fan ay may isang overloading na katangian ng kapangyarihan kapag tumatakbo laban sa mababang resistensya ng system.
Figure 4: Forward curved centrifugal fan na may integral motor
Ang mga fan na ito ay hindi angkop kung saan, halimbawa, ang hangin ay labis na kontaminado ng alikabok o nagdadala ng mga butil ng grasa.
Figure 5: Halimbawa ng direct driven plug fan na may backward curved blades
Radial bladed centrifugal fan
Ang radial bladed centrifugal fan ay may pakinabang ng kakayahang ilipat ang mga kontaminadong air particle at sa mataas na presyon (sa pagkakasunud-sunod ng 10kPa) ngunit, tumatakbo sa mataas na bilis, ito ay napaka-ingay at hindi mahusay (<60%) at kaya hindi dapat ginagamit para sa pangkalahatang layunin ng HVAC.Nagdurusa din ito mula sa isang katangian ng overloading na kapangyarihan - habang ang resistensya ng system ay nabawasan (maaaring sa pamamagitan ng pagbukas ng mga volume control dampers), ang lakas ng motor ay tataas at, depende sa laki ng motor, ay maaaring 'sobra ang karga'.
Plug fan
Sa halip na i-mount sa isang scroll casing, ang mga centrifugal impeller na ito ay maaaring gamitin nang direkta sa casing ng air-handling unit (o, sa katunayan, sa anumang duct o plenum), at ang kanilang paunang gastos ay malamang na mas mababa kaysa may mga centrifugal fan.Kilala bilang 'plenum', 'plug' o simpleng 'unhoused' centrifugal fan, ang mga ito ay maaaring magbigay ng ilang mga kalamangan sa espasyo ngunit sa presyo ng nawawalang kahusayan sa pagpapatakbo (na may pinakamahuhusay na kahusayan na katulad ng para sa mga nakalagay na forward curved centrifugal fan).Ang mga fan ay kukuha ng hangin papasok sa pamamagitan ng inlet cone (sa parehong paraan tulad ng isang housed fan) ngunit pagkatapos ay ilalabas ang hangin sa radially sa paligid ng buong 360° outer circumference ng impeller.Maaari silang magbigay ng isang mahusay na kakayahang umangkop ng mga koneksyon sa labasan (mula sa plenum), ibig sabihin ay maaaring mas kaunti ang pangangailangan para sa mga katabing baluktot o matalim na paglipat sa ductwork na sila mismo ang magdaragdag sa pagbaba ng presyon ng system (at, samakatuwid, karagdagang kapangyarihan ng fan).Ang pangkalahatang kahusayan ng system ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng paggamit ng bell mouth entries sa mga duct na umaalis sa plenum.Ang isa sa mga pakinabang ng plug fan ay ang pinabuting pagganap ng acoustic nito, na higit sa lahat ay nagreresulta mula sa pagsipsip ng tunog sa loob ng plenum at ang kakulangan ng 'direktang paningin' na mga landas mula sa impeller papunta sa bibig ng ductwork.Ang kahusayan ay lubos na nakasalalay sa lokasyon ng fan sa loob ng plenum at ang kaugnayan ng fan sa labasan nito - ang plenum ay ginagamit upang i-convert ang kinetic energy sa hangin at sa gayon ay tumaas ang static na presyon.Ang malaking pagkakaiba ng pagganap at iba't ibang katatagan ng operasyon ay magdedepende sa uri ng impeller – ang mga mixed flow impeller (nagbibigay ng kumbinasyon ng radial at axial flow) ay ginamit upang mapagtagumpayan ang mga problema sa daloy na nagreresulta mula sa malakas na radial air flow pattern na nilikha gamit ang mga simpleng centrifugal impeller3.
Para sa mas maliliit na unit, ang kanilang compact na disenyo ay madalas na kinukumpleto sa pamamagitan ng paggamit ng madaling nakokontrol na EC motors.
Mga tagahanga ng axial
Sa axial flow fan, ang hangin ay dumadaan sa fan na naaayon sa axis ng pag-ikot (tulad ng ipinapakita sa simpleng tube axial fan ng Figure 6) - ang pressure na ginagawa ng aerodynamic lift (katulad ng isang aircraft wing).Ang mga ito ay maaaring medyo compact, mura at magaan, partikular na angkop sa paglipat ng hangin laban sa medyo mababang presyon, kaya madalas itong ginagamit sa mga extract system kung saan ang pagbaba ng presyon ay mas mababa kaysa sa mga supply system - ang supply ay karaniwang kasama ang pagbaba ng presyon ng lahat ng air conditioning mga bahagi sa air handling unit.Kapag ang hangin ay umalis sa isang simpleng axial fan, ito ay umiikot dahil sa pag-ikot na ibinibigay sa hangin habang ito ay dumadaan sa impeller - ang pagganap ng fan ay maaaring mapabuti nang malaki sa pamamagitan ng downstream guide vanes upang mabawi ang swirl, tulad ng sa vane axial fan na ipinapakita sa Figure 7. Ang kahusayan ng isang axial fan ay apektado ng hugis ng blade, ang distansya sa pagitan ng dulo ng blade at ng nakapalibot na case, at ang swirl recovery.Ang pitch ng blade ay maaaring baguhin upang mahusay na maiba-iba ang output ng fan.Sa pamamagitan ng pag-reverse ng pag-ikot ng axial fan, ang airflow ay maaari ding baligtarin - kahit na ang fan ay idinisenyo upang gumana sa pangunahing direksyon.
Figure 6: Isang tube axial flow fan
Ang katangian ng curve para sa axial fan ay may stall region na maaaring gawin silang hindi angkop para sa mga system na may malawak na iba't ibang hanay ng mga kondisyon sa pagpapatakbo, bagama't mayroon silang pakinabang ng isang hindi nag-overloading na katangian ng kapangyarihan.
Figure 7: Isang vane axial flow fan
Ang mga Vane axial fan ay maaaring kasing episyente gaya ng mga backward curved centrifugal fan, at nakakagawa ng matataas na daloy sa mga makatwirang pressure (karaniwang nasa 2kPa), bagama't malamang na lumikha sila ng mas maraming ingay.
Ang mixed flow fan ay isang pag-unlad ng axial fan at, tulad ng ipinapakita sa Figure 8, ay may hugis conical na impeller kung saan ang hangin ay iginuhit nang radially sa pamamagitan ng lumalawak na mga channel at pagkatapos ay dumaan ng axial sa pamamagitan ng straightening guide vanes.Ang pinagsamang aksyon ay maaaring makagawa ng presyon na mas mataas kaysa sa posible sa iba pang mga axial flow fan.Ang mga kahusayan at antas ng ingay ay maaaring katulad ng sa isang backward curve centrifugal fan.
Figure 8: Mixed flow inline fan
Ang pag-install ng fan
Ang mga pagsisikap na magbigay ng epektibong solusyon sa bentilador ay maaaring masira nang husto ng ugnayan sa pagitan ng bentilador at ng mga lokal na ducted pathway para sa hangin.
Oras ng post: Ene-07-2022