Ventilatori per sistemi di ventilazione canalizzati
Stu modulu esamina i ventilatori centrifughi è assiali utilizati per i sistemi di ventilazione canalizzata è cunsidereghja aspetti selezziunati, cumprese e so caratteristiche è attributi operativi.
I dui tipi cumuni di ventilatori utilizati in i servizii di custruzzione per i sistemi canalizzati sò genericamente chjamati ventilatori centrifughi è assiali - u nome deriva da a direzzione chì definisce u flussu d'aria attraversu u ventilatore. Quessi dui tipi sò elli stessi divisi in un numeru di sottotipi chì sò stati sviluppati per furnisce caratteristiche particulari di flussu / pressione di volume, è ancu altri attributi operativi (cumpresi dimensione, rumore, vibrazioni, pulibilità, manutenibilità è robustezza).
Tavula 1: Dati di efficienza massima di i ventilatori publicati in i Stati Uniti è in Europa per i ventilatori >600 mm di diametru
Alcuni di i tipi di ventilatori più frequenti usati in HVAC sò elencati in a Tavula 1, inseme cù l'efficienza massima indicativa chì hè stata raccolta1 da i dati publicati da una varietà di pruduttori americani è europei. In più di questi, u ventilatore "plug" (chì hè in realtà una variante di u ventilatore centrifugu) hà vistu una crescente pupularità in l'ultimi anni.
Figura 1: Curve generiche di i ventilatori. I veri ventilatori ponu differisce assai da queste curve simplificate.
E curve caratteristiche di u ventilatore sò mostrate in a Figura 1. Si tratta di curve esagerate è idealizate, è i ventilatori veri ponu esse ben diversi da queste; tuttavia, hè prubabile ch'elli presentinu attributi simili. Questu include e zone d'instabilità dovute à a oscillazione, induve u ventilatore pò cambià trà duie portate pussibuli à a stessa pressione o cum'è cunsequenza di u stallo di u ventilatore (vede Scatola di stallo di u flussu d'aria). I pruduttori devenu ancu identificà i range di travagliu "sicuri" preferiti in a so letteratura.
Ventilatori centrifughi
Cù i ventilatori centrifughi, l'aria entra in a girante longu u so asse, dopu hè scaricata radialmente da a girante cù u muvimentu centrifugu. Quessi ventilatori sò capaci di generà sia pressioni elevate sia portate di volume elevate. A maiò parte di i ventilatori centrifughi tradiziunali sò racchiusi in un involucru di tipu spirale (cum'è in a Figura 2) chì agisce per dirige l'aria in muvimentu è cunvertisce efficacemente l'energia cinetica in pressione statica. Per spustà più aria, u ventilatore pò esse cuncipitu cù una girante "à doppia larghezza à doppia entrata", chì permette à l'aria di entre da i dui lati di l'involucru.
Figura 2: Ventilatore centrifugu in involucru à spirale, cù una girante inclinata à l'indietro
Ci hè un numeru di forme di pale chì ponu custituisce a girante, cù i tipi principali chì sò curve in avanti è curve in daretu - a forma di a pala determinarà e so prestazioni, l'efficienza putenziale è a forma di a curva caratteristica di u ventilatore. L'altri fattori chì influenzanu l'efficienza di u ventilatore sò a larghezza di a rota di a girante, u spaziu liberu trà u conu d'entrata è a girante rotante, è l'area aduprata per scaricà l'aria da u ventilatore (a cusì detta "area di scoppio").
Stu tipu di ventilatore hè statu tradiziunalmente alimentatu da un mutore cù una disposizione di cinghia è puleggia. Tuttavia, cù u miglioramentu di i cuntrolli di velocità elettronichi è a crescente dispunibilità di motori à commutazione elettronica ("EC" o senza spazzole), l'azionamenti diretti sò sempre più aduprati. Questu ùn solu elimina l'inefficienze inerenti à una trasmissione à cinghia (chì pò esse da 2% à più di 10%, secondu a manutenzione2), ma hè ancu prubabile di riduce e vibrazioni, riduce a manutenzione (menu cuscinetti è esigenze di pulizia) è rende l'assemblaggio più compactu.
Ventilatori centrifughi curvi all'indietro
I ventilatori curvi à l'indietro (o "inclinati") sò carattarizati da pale chì si inclinanu luntanu da a direzzione di rotazione. Puderanu ghjunghje à efficienze di circa 90% quandu si utilizanu pale à profilo alare, cum'è mostratu in a Figura 3, o cù pale piane furmate in trè dimensioni, è ligeramente menu quandu si utilizanu pale curve piane, è ancu menu quandu si utilizanu pale piane simplici inclinate à l'indietro. L'aria lascia e punte di a girante à una velocità relativamente bassa, dunque e perdite di attritu in l'involucru sò basse è ancu u rumore generatu da l'aria hè bassu. Puderanu stallà si à l'estremità di a curva di funziunamentu. E giranti relativamente più larghe furniranu e più grande efficienze, è ponu impiegà facilmente e pale profilate à profilo alare più sustanziali. E giranti sottili mostreranu pochi benefici da l'usu di profili alare, dunque tendenu à aduprà pale piane. I ventilatori curvi à l'indietro sò particularmente noti per a so capacità di pruduce alte pressioni cumminate cù un rumore bassu, è anu una caratteristica di putenza senza sovraccaricu - questu significa chì quandu a resistenza si riduce in un sistema è a portata aumenta, a putenza assorbita da u mutore elettricu si riducerà. A custruzzione di i ventilatori curvi in daretu hè prubabile d'esse più robusta è piuttostu più pesante chè u ventilatore curvu in avanti menu efficiente. A velocità di l'aria relativamente lenta attraversu e pale pò permette l'accumulazione di contaminanti (cum'è polvere è grassu).
Figura 3: Illustrazione di e giranti di i ventilatori centrifughi
Ventilatori centrifughi curvi in avanti
I ventilatori curvi in avanti sò carattarizati da un gran numeru di pale curve in avanti. Siccomu producenu tipicamente pressioni più basse, sò più chjuchi, più ligeri è più economici cà u ventilatore curvu in daretu equivalente motorizatu. Cum'è mostratu in a Figura 3 è a Figura 4, questu tipu di girante di ventilatore includerà più di 20 pale chì ponu esse simplici cum'è esse furmate da una sola lamiera metallica. Efficienze migliorate sò ottenute in dimensioni più grande cù pale furmate individualmente. L'aria lascia e punte di e pale cù una alta velocità tangenziale, è sta energia cinetica deve esse cunvertita in pressione statica in l'involucru - questu diminuisce l'efficienza. Sò tipicamente usati per volumi d'aria da bassi à medi à bassa pressione (normalmente <1,5 kPa), è anu una efficienza relativamente bassa inferiore à u 70%. L'involucru a spirale hè particularmente impurtante per ottene a migliore efficienza, postu chì l'aria lascia a punta di e pale à alta velocità è hè aduprata per cunvertisce efficacemente l'energia cinetica in pressione statica. Funzionanu à basse velocità di rotazione è, dunque, i livelli di rumore generati meccanicamente tendenu à esse inferiori à i ventilatori curvi in daretu à velocità più elevata. U ventilatore hà una caratteristica di putenza di sovraccaricu quandu funziona contr'à basse resistenze di sistema.
Figura 4: Ventilatore centrifugu curvu in avanti cù mutore integratu
Questi ventilatori ùn sò micca adatti induve, per esempiu, l'aria hè assai contaminata da polvere o porta gocce di grassu trascinate.
Figura 5: Esempiu di ventilatore à spina à trasmissione diretta cù pale curve all'indietro
Ventilatori centrifughi à pale radiali
U ventilatore centrifugu à pale radiali hà u vantaghju di pudè spustà e particelle d'aria contaminata è à alte pressioni (in l'ordine di 10 kPa) ma, funziunendu à alta velocità, hè assai rumurosu è inefficiente (<60%) è dunque ùn deve esse adupratu per HVAC di scopu generale. Soffre ancu di una caratteristica di sovraccaricu di putenza - cum'è a resistenza di u sistema hè ridutta (forse per via di l'apertura di i serranda di cuntrollu di u vulume), a putenza di u mutore aumenterà è, secondu a dimensione di u mutore, pò esse "sovraccaricatu".
Ventilatori à spina
Invece d'esse muntate in un involucru di spirale, queste giranti centrifughe cuncepite apposta ponu esse aduprate direttamente in l'involucru di l'unità di trattamentu di l'aria (o, in effetti, in qualsiasi condotto o plenum), è u so costu iniziale hè prubabile di esse inferiore à quellu di i ventilatori centrifughi alloggiati. Cunnisciuti cum'è ventilatori centrifughi "plenum", "plug" o semplicemente "senza alloggiamentu", questi ponu furnisce alcuni vantaghji di spaziu, ma à u prezzu di una perdita di efficienza operativa (cù e migliori efficienze simili à quelle di i ventilatori centrifughi curvi in avanti alloggiati). I ventilatori aspiranu l'aria attraversu u conu d'entrata (in u listessu modu cum'è un ventilatore alloggiatu) ma poi scaricanu l'aria radialmente intornu à tutta a circunferenza esterna di 360° di a girante. Puderanu furnisce una grande flessibilità di cunnessione di uscita (da u plenum), ciò chì significa chì ci pò esse menu bisognu di curve adiacenti o transizioni nette in i condotti chì aghjunghjenu à a caduta di pressione di u sistema (è, dunque, à a putenza supplementaria di u ventilatore). L'efficienza generale di u sistema pò esse migliorata aduprendu entrate à campana in i condotti chì lascianu u plenum. Unu di i vantaghji di u ventilatore à spina hè a so prestazione acustica migliorata, risultante in gran parte da l'assorbimentu di u sonu in u plenum è da a mancanza di percorsi di "vista diretta" da a girante à a bocca di i canali. L'efficienza dipenderà assai da a pusizione di u ventilatore in u plenum è da a relazione di u ventilatore cù a so uscita - u plenum hè adupratu per cunvertisce l'energia cinetica in l'aria è cusì aumentà a pressione statica. Prestazioni sustanzialmente diverse è diverse stabilità di funziunamentu dipenderanu da u tipu di girante - e giranti à flussu mistu (chì furniscenu una cumbinazione di flussu radiale è assiale) sò state aduprate per superà i prublemi di flussu risultanti da u forte schema di flussu d'aria radiale creatu cù semplici giranti centrifughe3.
Per l'unità più chjuche, u so design compactu hè spessu cumplementatu da l'usu di motori EC facilmente cuntrullati.
Ventilatori assiali
In i ventilatori à flussu assiale, l'aria passa per u ventilatore in linea cù l'asse di rotazione (cum'è mostratu in u ventilatore assiale à tubu simplice di a Figura 6) - a pressurizazione hè prodotta da a sustentazione aerodinamica (simile à un'ala d'aeromobile). Quessi ponu esse relativamente compatti, à bassu costu è ligeri, particularmente adatti per spustà l'aria contr'à pressioni relativamente basse, dunque sò spessu usati in sistemi di estrazione induve e perdite di pressione sò più basse di i sistemi di alimentazione - l'alimentazione include nurmalmente a perdita di pressione di tutti i cumpunenti di climatizazione in l'unità di trattamentu di l'aria. Quandu l'aria lascia un ventilatore assiale simplice, gira per via di a rotazione impartita à l'aria mentre passa per a girante - e prestazioni di u ventilatore ponu esse migliorate significativamente da e palette guida a valle per recuperà u turbiniu, cum'è in u ventilatore assiale à palette mostratu in a Figura 7. L'efficienza di un ventilatore assiale hè influenzata da a forma di a pala, a distanza trà a punta di a pala è a carcassa circundante, è u recuperu di u turbiniu. U passu di a pala pò esse mudificatu per varià efficacemente a pruduzzione di u ventilatore. Invertendu a rotazione di i ventilatori assiali, u flussu d'aria pò ancu esse invertitu - ancu s'è u ventilatore serà cuncipitu per travaglià in a direzzione principale.
Figura 6: Un ventilatore à flussu assiale tubulare
A curva caratteristica per i ventilatori assiali hà una regione di stallo chì pò rende li inadatti per i sistemi cù una gamma assai variabile di cundizioni operative, ancu s'elli anu u benefiziu di una caratteristica di putenza senza sovraccaricu.
Figura 7: Un ventilatore à flussu assiale à palette
I ventilatori assiali à palette ponu esse altrettantu efficienti cum'è i ventilatori centrifughi curvati all'indietro, è sò capaci di pruduce flussi elevati à pressioni ragionevuli (tipicamente intornu à 2 kPa), ancu s'elli sò prubabili di creà più rumore.
U ventilatore à flussu mistu hè un sviluppu di u ventilatore assiale è, cum'è mostratu in a Figura 8, hà una girante di forma cònica induve l'aria hè aspirata radialmente attraversu i canali di espansione è poi passata assialmente attraversu e palette di guida raddrizzanti. L'azione cumminata pò pruduce una pressione assai più alta di quella pussibule cù altri ventilatori à flussu assiale. L'efficienza è i livelli di rumore ponu esse simili à quelli di un ventilatore centrifugu à curva inversa.
Figura 8: Ventilatore in linea à flussu mistu
L'installazione di u ventilatore
I sforzi per furnisce una suluzione efficace di ventilatore ponu esse severamente minati da a relazione trà u ventilatore è i percorsi lucali di canalizazione per l'aria.
Data di publicazione: 7 di ghjennaghju di u 2022