Kipas untuk sistem pengudaraan bersalur
Modul ini melihat kipas sentrifugal dan paksi yang digunakan untuk sistem pengudaraan bersalur dan mempertimbangkan aspek terpilih, termasuk ciri dan sifat operasinya.
Dua jenis kipas biasa yang digunakan dalam perkhidmatan membina untuk sistem bersalur secara umum dirujuk sebagai kipas emparan dan paksi - nama yang diperoleh daripada arah aliran udara yang menentukan melalui kipas.Kedua-dua jenis ini sendiri dibahagikan kepada beberapa subjenis yang telah dibangunkan untuk menyediakan ciri aliran/tekanan volum tertentu, serta atribut operasi lain (termasuk saiz, bunyi, getaran, kebolehbersih, kebolehselenggaraan dan keteguhan).
Jadual 1: AS dan Eropah menerbitkan data kecekapan kipas puncak untuk kipas >600mm diameter
Beberapa jenis kipas yang lebih kerap ditemui yang digunakan dalam HVAC disenaraikan dalam Jadual 1, bersama-sama dengan kecekapan puncak indikatif yang telah dikumpulkan1 daripada data yang diterbitkan oleh pelbagai pengeluar AS dan Eropah.Di samping itu, kipas 'plug' (yang sebenarnya merupakan varian kipas emparan) telah menyaksikan peningkatan populariti dalam beberapa tahun kebelakangan ini.
Rajah 1: Lengkung kipas generik.Peminat sebenar boleh berbeza secara meluas daripada lengkung yang dipermudahkan ini
Lengkung kipas berciri ditunjukkan dalam Rajah 1. Ini adalah lengkung yang dibesar-besarkan, ideal, dan peminat sebenar mungkin berbeza daripada ini;namun, mereka berkemungkinan mempamerkan sifat yang serupa.Ini termasuk kawasan ketidakstabilan yang disebabkan oleh pemburuan, di mana kipas boleh membelek antara dua kemungkinan kadar alir pada tekanan yang sama atau akibat daripada kipas terhenti (lihat Kotak aliran udara terhenti).Pengilang juga harus mengenal pasti julat kerja 'selamat' pilihan dalam literatur mereka.
Kipas empar
Dengan kipas emparan, udara memasuki pendesak sepanjang paksinya, kemudian ia dilepaskan secara jejari dari pendesak dengan gerakan emparan.Kipas ini mampu menjana kedua-dua tekanan tinggi dan kadar alir volum tinggi.Majoriti kipas empar tradisional disertakan dalam perumah jenis skrol (seperti dalam Rajah 2) yang bertindak untuk mengarahkan udara yang bergerak dan dengan cekap menukar tenaga kinetik kepada tekanan statik.Untuk menggerakkan lebih banyak udara, kipas boleh direka bentuk dengan pendesak 'double width double inlet', membenarkan udara masuk pada kedua-dua belah selongsong.
Rajah 2: Kipas emparan dalam selongsong skrol, dengan pendesak condong ke belakang
Terdapat beberapa bentuk bilah yang boleh membentuk pendesak, dengan jenis utama adalah melengkung ke hadapan dan melengkung ke belakang - bentuk bilah akan menentukan prestasinya, potensi kecekapan dan bentuk lengkung kipas ciri.Faktor-faktor lain yang akan mempengaruhi kecekapan kipas adalah lebar roda pendesak, ruang kelegaan antara kon masuk dan pendesak berputar, dan kawasan yang menggunakan pelepasan udara dari kipas (yang dipanggil 'kawasan letupan') .
Kipas jenis ini secara tradisinya digerakkan oleh motor dengan susunan tali pinggang dan takal.Walau bagaimanapun, dengan peningkatan dalam kawalan kelajuan elektronik dan peningkatan ketersediaan motor diubah suai secara elektronik ('EC' atau tanpa berus), pemacu langsung menjadi lebih kerap digunakan.Ini bukan sahaja menghilangkan ketidakcekapan yang wujud dalam pemacu tali pinggang (yang mungkin apa-apa daripada 2% hingga lebih daripada 10%, bergantung pada penyelenggaraan2) tetapi juga berkemungkinan mengurangkan getaran, mengurangkan penyelenggaraan (bearing yang lebih sedikit dan keperluan pembersihan) dan membuat pemasangan lebih padat.
Kipas emparan melengkung ke belakang
Kipas melengkung ke belakang (atau 'condong') dicirikan oleh bilah yang condong menjauhi arah putaran.Ia boleh mencapai kecekapan sehingga 90% apabila menggunakan bilah aerofoil, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3, atau dengan bilah biasa berbentuk tiga dimensi, dan kurang sedikit apabila menggunakan bilah melengkung biasa, dan kurang lagi apabila menggunakan bilah condong ke belakang plat rata yang ringkas.Udara meninggalkan hujung pendesak pada halaju yang agak rendah, jadi kehilangan geseran dalam selongsong adalah rendah dan hingar yang dihasilkan oleh udara juga rendah.Mereka mungkin berhenti di keluk operasi yang melampau.Pendesak yang agak luas akan memberikan kecekapan yang paling besar, dan dengan mudah boleh menggunakan bilah berprofil aerofoil yang lebih besar.Pendesak nipis akan menunjukkan sedikit faedah daripada menggunakan aerofoil jadi cenderung menggunakan bilah plat rata.Kipas melengkung ke belakang amat terkenal dengan kapasitinya untuk menghasilkan tekanan tinggi digabungkan dengan hingar yang rendah, dan mempunyai ciri kuasa tanpa beban - ini bermakna apabila rintangan berkurangan dalam sistem dan kadar alir meningkat kuasa yang dikeluarkan oleh motor elektrik akan berkurangan. .Pembinaan kipas melengkung ke belakang mungkin lebih teguh dan agak berat berbanding kipas melengkung ke hadapan yang kurang cekap.Halaju udara yang agak perlahan merentasi bilah boleh membenarkan pengumpulan bahan cemar (seperti habuk dan gris).
Rajah 3: Ilustrasi pendesak kipas emparan
Kipas emparan melengkung ke hadapan
Kipas melengkung ke hadapan dicirikan oleh sejumlah besar bilah melengkung ke hadapan.Memandangkan ia biasanya menghasilkan tekanan yang lebih rendah, ia lebih kecil, lebih ringan dan lebih murah daripada kipas melengkung ke belakang berkuasa setara.Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3 dan Rajah 4, pendesak kipas jenis ini akan termasuk 20-tambah bilah yang boleh semudah dibentuk daripada kepingan logam tunggal.Kecekapan yang dipertingkatkan diperoleh dalam saiz yang lebih besar dengan bilah terbentuk individu.Udara meninggalkan hujung bilah dengan halaju tangen yang tinggi, dan tenaga kinetik ini mesti ditukar kepada tekanan statik dalam selongsong - ini menjejaskan kecekapan.Ia biasanya digunakan untuk isipadu udara rendah hingga sederhana pada tekanan rendah (biasanya <1.5kPa), dan mempunyai kecekapan yang agak rendah di bawah 70%.Selongsong skrol amat penting untuk mencapai kecekapan terbaik, kerana udara meninggalkan hujung bilah pada halaju tinggi dan digunakan untuk menukar tenaga kinetik secara berkesan kepada tekanan statik.Ia berjalan pada kelajuan putaran rendah dan, oleh itu, paras hingar yang dijana mekanikal cenderung kurang daripada kipas melengkung ke belakang berkelajuan lebih tinggi.Kipas mempunyai ciri kuasa yang berlebihan apabila beroperasi terhadap rintangan sistem yang rendah.
Rajah 4: Kipas emparan melengkung ke hadapan dengan motor kamiran
Kipas ini tidak sesuai di mana, sebagai contoh, udara sangat tercemar dengan habuk atau membawa titisan gris yang terperangkap.
Rajah 5: Contoh kipas palam pemacu terus dengan bilah melengkung ke belakang
Kipas emparan berbilah jejari
Kipas emparan berbilah jejari mempunyai faedah kerana dapat menggerakkan zarah udara yang tercemar dan pada tekanan tinggi (dalam urutan 10kPa) tetapi, berjalan pada kelajuan tinggi, ia sangat bising dan tidak cekap (<60%) dan oleh itu tidak sepatutnya digunakan untuk HVAC tujuan umum.Ia juga mengalami ciri kuasa beban lampau – apabila rintangan sistem berkurangan (mungkin dengan peredam kawalan volum dibuka), kuasa motor akan meningkat dan, bergantung pada saiz motor, mungkin 'lebihan'.
kipas palam
Daripada dipasang dalam selongsong skrol, pendesak emparan yang direka khas ini boleh digunakan terus dalam selongsong unit pengendalian udara (atau, sememangnya, dalam mana-mana saluran atau plenum), dan kos permulaannya mungkin lebih rendah daripada menempatkan kipas empar.Dikenali sebagai 'plenum', 'plug' atau ringkasnya 'unhoused' kipas emparan, ini boleh memberikan beberapa kelebihan ruang tetapi pada harga hilang kecekapan operasi (dengan kecekapan terbaik adalah serupa dengan yang ditempatkan ke hadapan kipas emparan melengkung).Kipas akan menarik udara masuk melalui kon salur masuk (dengan cara yang sama seperti kipas ditempatkan) tetapi kemudian melepaskan udara secara jejari di sekeliling seluruh lilitan luar 360° pendesak.Ia boleh memberikan fleksibiliti hebat sambungan alur keluar (dari plenum), bermakna mungkin terdapat kurang keperluan untuk selekoh bersebelahan atau peralihan tajam dalam kerja saluran yang akan menambah penurunan tekanan sistem (dan, oleh itu, kuasa kipas tambahan).Kecekapan sistem keseluruhan boleh dipertingkatkan dengan menggunakan kemasukan mulut loceng ke saluran yang meninggalkan plenum.Salah satu faedah kipas palam ialah prestasi akustiknya yang lebih baik, sebahagian besarnya disebabkan oleh penyerapan bunyi dalam plenum dan kekurangan laluan 'penglihatan terus' dari pendesak ke dalam mulut saluran.Kecekapan akan sangat bergantung pada lokasi kipas dalam plenum dan hubungan kipas dengan alur keluarnya – plenum digunakan untuk menukar tenaga kinetik di udara dan seterusnya meningkatkan tekanan statik.Prestasi yang jauh berbeza dan kestabilan operasi yang berbeza akan bergantung pada jenis pendesak – pendesak aliran bercampur (menyediakan gabungan aliran jejari dan paksi) telah digunakan untuk mengatasi masalah aliran akibat daripada corak aliran udara jejari yang kuat yang dicipta menggunakan pendesak emparan mudah3.
Untuk unit yang lebih kecil, reka bentuk kompaknya sering dilengkapkan melalui penggunaan motor EC yang mudah dikawal.
Peminat paksi
Dalam kipas aliran paksi, udara melalui kipas sejajar dengan paksi putaran (seperti yang ditunjukkan dalam kipas paksi tiub ringkas Rajah 6) - tekanan dihasilkan oleh lif aerodinamik (serupa dengan sayap pesawat).Ini boleh menjadi agak padat, kos rendah dan ringan, terutamanya sesuai untuk menggerakkan udara terhadap tekanan yang agak rendah, jadi sering digunakan dalam sistem ekstrak di mana penurunan tekanan lebih rendah daripada sistem bekalan - bekalan biasanya termasuk penurunan tekanan semua penyaman udara komponen dalam unit pengendalian udara.Apabila udara meninggalkan kipas paksi ringkas, ia akan berpusar disebabkan oleh putaran yang diberikan pada udara semasa ia melalui pendesak - prestasi kipas boleh dipertingkatkan dengan ketara oleh bilah pemandu hiliran untuk memulihkan pusaran, seperti dalam ram. kipas paksi ditunjukkan dalam Rajah 7. Kecekapan kipas paksi dipengaruhi oleh bentuk bilah, jarak antara hujung bilah dan kes sekeliling, dan pemulihan pusaran.Padang bilah boleh diubah untuk mengubah keluaran kipas dengan cekap.Dengan membalikkan putaran kipas paksi, aliran udara juga boleh diterbalikkan - walaupun kipas akan direka bentuk untuk berfungsi dalam arah utama.
Rajah 6: Kipas aliran paksi tiub
Lengkung ciri untuk kipas paksi mempunyai kawasan gerai yang boleh menjadikannya tidak sesuai untuk sistem dengan julat keadaan operasi yang berbeza-beza secara meluas, walaupun mereka mempunyai manfaat ciri kuasa tidak beban lampau.
Rajah 7: Kipas aliran paksi ram
Kipas paksi ram boleh cekap seperti kipas emparan melengkung ke belakang, dan mampu menghasilkan aliran tinggi pada tekanan yang munasabah (biasanya sekitar 2kPa), walaupun ia berkemungkinan menghasilkan lebih banyak bunyi.
Kipas aliran bercampur adalah pembangunan kipas paksi dan, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 8, mempunyai pendesak berbentuk kon di mana udara ditarik secara jejari melalui saluran yang mengembang dan kemudian dilalui secara paksi melalui ram pemandu pelurus.Tindakan gabungan boleh menghasilkan tekanan jauh lebih tinggi daripada yang mungkin dengan kipas aliran paksi yang lain.Kecekapan dan tahap hingar boleh serupa dengan kipas emparan lengkung ke belakang.
Rajah 8: Kipas sebaris aliran bercampur
Pemasangan kipas
Usaha untuk menyediakan penyelesaian kipas yang berkesan mungkin terjejas teruk oleh hubungan antara kipas dan laluan bersalur tempatan untuk udara.
Masa siaran: Jan-07-2022