Руководство по выбору центробежного вентилятора: типы воздушного потока, давления и привода

Центробежные вентиляторы встречаются в большем количестве мест, чем большинство людей ожидает: внутри вентиляционных установок, за блоками фильтров в потолке FFU, на выпускной стороне линии пайки и в шкафу воздушного теплового насоса. Они перемещают много воздуха из небольшого корпуса и выдерживают гораздо лучше, чем осевые вентиляторы, когда система отталкивается статическим давлением. Самое сложное не в концепции. Это выбор одного устройства, которое годами будет стоять на вашем рабочем месте, не воя, не перегреваясь и не оставляя вам нехватки воздуха.

Мы создаем центробежные вентиляторы и двигатели, которые их приводят в движение, поэтому этот вопрос занимает большую часть нашего рабочего времени. Далее следует порядок мышления, который мы используем, когда клиент присылает нам данные о расходе воздуха, данные о давлении и пространство, в которое они должны вписаться. Если вам сначала нужны основы, наш объяснитель на что такое центробежный вентилятор и как он работает это удобная отправная точка.

Шаг 1. Определите рабочую точку, прежде чем смотреть на вентилятор

Каждый хороший выбор начинается с двух чисел и условий, стоящих за ними: необходимый вам расход воздуха в м³/ч или CFM и общее статическое давление, которое должен преодолеть воздуходувка, в Па или дюймах водяного столба. Вместе они определяют одну точку на кривой веера, и все остальное в разговоре зависит от того, правильна ли эта точка.

Людей сбивает с толку то, что они воспринимают воздушный поток как свободный воздух. Плотность меняется в зависимости от высоты и температуры, поэтому вентилятор, установленный на уровне моря, ведет себя по-разному на высоте 2000 метров или когда он вытягивает воздух с температурой 60 °C из теплообменника. Записывайте реальные условия эксплуатации, а не паспортные.

• Требуемый объемный расход при фактической рабочей температуре
• Общее статическое давление на фильтрах, змеевиках, заслонках, воздуховодах и выпускной арматуре
• Высота над уровнем моря и температура воздуха на входе для поправки на плотность.
• Рабочий цикл и ожидаемый срок службы
• Доступное электропитание и сигнал управления
• Предел шума, измеренный на указанном расстоянии
• Физический корпус, ориентация при монтаже и доступ для обслуживания

Помогает скромный запас: около 10–15 процентов на поток и 10 процентов на давление. Поля на бланке нет. Они подталкивают вас к крыльчатке увеличенного размера, работающей далеко за пределами своей максимальной точки эффективности, потребляющей больше мощности, чем необходимо, и обычно производящей больше шума.

Шаг 2. Сравните кривую вентилятора с кривой системы

Кривая вентилятора сама по себе мало что вам скажет. Нарисуйте над ней кривую сопротивления системы, линию, показывающую, какое давление требуется вашим воздуховодам, фильтрам и фитингам при каждом потоке воздуха, и точка пересечения станет вашей рабочей точкой. Это число, которое имеет значение.

Две привычки отделяют чистый выбор от болезненного. Держитесь подальше от крутого левого конца кривой, где небольшое изменение давления в системе сильно меняет поток; Здесь особенно чувствительны загнутые вперед воздуходувки. И соблюдайте законы сродства, когда думаете о скорости: поток увеличивается со скоростью, давление — с квадратом скорости, а мощность на валу — с кубом. Увеличение мощности нагнетателя на 20 процентов требует примерно на 73 процента больше мощности, что немногие двигатели прощают надолго.

Помните также, что кривая системы движется. Чистый фильтр и загруженный фильтр — это две разные системы, поэтому проверьте, где находится рабочая точка на обоих концах цикла обслуживания.

Шаг 3. Подберите форму рабочего колеса под необходимое вам давление.

Геометрия рабочего колеса определяет давление, эффективность и уровень шума задолго до того, как на сцену выходит электроника привода. Эти четыре семейства охватывают большую часть промышленных задач и систем отопления, вентиляции и кондиционирования.

На практике рабочие колеса с загнутыми назад лопатками выполняют большую часть высокостатической работы по фильтрации и очистке, поскольку они сохраняют свою эффективность при возрастающем сопротивлении. В качестве конкретного примера рассмотрим центробежный вентилятор переменного тока высокого давления с загнутыми назад лопатками, показанный ниже, созданный для очистки воздуха и работы в режиме FFU, где давление и шум должны оставаться под контролем.

Высокий-Pressure AC Backward Curved Centrifugal Fan for Air Purification and FFU Центробежный вентилятор переменного тока высокого давления с загнутыми назад лопатками для систем очистки воздуха и FFU, предлагаемый в моделях с рамой 315 и сертификатами CCC/CE. Посмотреть продукт →

Шаг 4. Выберите тип привода, соответствующий вашему источнику питания

Как только крыльчатка установлена, двигатель и его система управления определяют, как воздуходувка будет вести себя в реальном мире. Асинхронные двигатели переменного тока просты и недороги, работают от сети с фиксированной скоростью. ЕС-вентиляторы несут свою электронику на борту и напрямую принимают сигнал 0–10 В, поэтому они стали обычным дополнением для старых блоков переменного тока. Воздуходувки постоянного тока работают от источника питания 12 В, 24 В или 48 В и подходят для аккумуляторного, телекоммуникационного и мобильного оборудования, где питание от сети недоступно.

Использование энергии обычно решает вопрос. Хорошо подобранный блок EC или BLDC обеспечивает высокую эффективность в широком диапазоне скоростей, что важно в системах, которые работают непрерывно, а также в установках, где поток воздуха необходимо регулировать после ввода в эксплуатацию.

Центробежный вентилятор EC для модернизации систем переменного тока и энергосберегающей модернизации Настраиваемый центробежный вентилятор ЕС со встроенным управлением 0–10 В/ШИМ, предназначенный для модернизации системы переменного тока в ЕС, вентиляции AHU/PAU и соответствия требованиям экологического строительства. Посмотреть продукт →

Шаг 5. Закрепите управляющий сигнал и электрическую защиту

Детали контроля легко отложить, а исправлять позже — дорого. Заранее решите, будет ли вентилятор настроен один раз и оставлен в покое, отрегулирован системой управления зданием или будет непрерывно модулироваться по датчику температуры или давления. Центробежный вентилятор EC со встроенным входом 0–10 В устраняет необходимость во внешних регуляторах скорости, упрощая панель и сокращая время подключения. Если предпочтительным является сигнал ШИМ или питание осуществляется от шины постоянного тока 24 В или 48 В, применяется та же логика: согласуйте метод управления с уже имеющимся у вас оборудованием.

Защита — это вторая половина этого шага. Защита от тепловой перегрузки, защита от перенапряжения и обратной полярности в устройствах постоянного тока, а также изоляция обмотки класса F — все это имеет значение в промышленных условиях, где источник питания не всегда чистый. Для оборудования, работающего без присмотра, выбирайте вентилятор, который безопасно выходит из строя, а не тот, который просто останавливается без предупреждения.

Высокий-Static-Pressure DC Centrifugal Blower with 0-10V/PWM Speed Regulation Компактный промышленный центробежный вентилятор постоянного тока с крыльчаткой с загнутыми назад лопатками и управлением 0–10 В/ШИМ, предназначенный для применения в медицине, 3D-печати и охлаждении электроники. Посмотреть продукт →

Шаг 6. Проверьте шум, температуру и окружающую среду

Шум — это первое, что замечает конечный пользователь, и одно из последних, что проверяют инженеры. Опубликованное звуковое значение что-то значит только тогда, когда вы знаете расстояние и рабочую точку, в которой оно было измерено, поэтому запросите данные на своем рабочем месте, а не при бесплатной доставке. Снижение скорости обычно является самым дешевым способом снизить шум вентилятора, поскольку звуковое давление заметно падает с каждым небольшим снижением скорости кончика крыльчатки. Качество подшипников и звук прохождения лезвия также заслуживают внимания, особенно в занятых помещениях.

Температура и окружающая среда еще больше сужают поле. Если двигатель находится внутри воздушного потока, температура воздуха становится вопросом охлаждения двигателя, а также вопросом процесса. Пыль, влага и промывка требуют внимания к защите от проникновения и к тому, может ли рабочее колесо вообще выдерживать частицы.

Шаг 7. Подберите воздуходувку к применению

Дежурный пункт никогда не существует изолированно; это происходит из приложения. В кондиционирование и вентиляция приоритетами обычно являются бесшумная работа, стабильный поток воздуха при изменяющейся нагрузке на фильтр и аккуратное размещение внутри устройства. В холодильном оборудовании и оборудовании холодовой цепи запуск при низкой температуре и надежная смазка имеют большее значение, чем просто эффективность. Системы FFU и очистки воздуха требуют высокого статического давления при низком уровне шума, поскольку и фильтр, и диффузионная среда требуют высокого давления. Шкафы ИТ и связи, силовая электроника и бытовая техника налагают свои собственные ограничения на пространство, напряжение питания и срок службы.

Запишите эти ограничения рядом с рабочей точкой. Вентилятор, который идеально подходит для вентиляционной установки на крыше, редко является правильным решением внутри телекоммуникационного шкафа, даже если показатели воздушного потока выглядят одинаково.

Шаг 8. Правильно определите детали установки

Даже хорошо подобранный вентилятор может работать неэффективно, если он прикручен к машине. Держите впускное отверстие свободным от препятствий, поскольку вентилятор, работающий на впуске с недостаточной нагрузкой, теряет поток и усиливает шум. Используйте гибкие соединители между вентилятором и жестким воздуховодом, чтобы вибрация не распространялась на конструкцию, и подтвердите направление выпуска и вращение до завершения подключения проводов.

Регулирование — еще одна распространенная неожиданность. Заслонки на стороне впуска смещают рабочую точку таким образом, что его труднее предсказать, чем управление на стороне нагнетания, поэтому, если поток воздуха необходимо регулировать, используйте регулятор скорости или нагнетательную заслонку. Если оборудование работает непрерывно, запланируйте замену фильтров и проверку подшипников в графике технического обслуживания с первого дня.

Практический контрольный список выбора

1. Подтвердите расход воздуха и статическое давление в реальных условиях эксплуатации.
2. Коррекция высоты, температуры и плотности воздуха.
3. Постройте кривую системы и проверьте рабочую точку с чистыми и загруженными фильтрами.
4. Выберите форму рабочего колеса, соответствующую давлению и качеству воздуха.
5. Выбирайте привод переменного, EC или постоянного тока в зависимости от целей питания, управления и энергопотребления.
6. Убедитесь, что воздуходувка принимает ваш управляющий сигнал без дополнительного оборудования.
7. Проверьте характеристики защиты, класс изоляции и степень защиты.
8. Проверяйте данные по шуму на своем рабочем месте, а не при бесплатной доставке.
9. Проверьте монтаж, впускной зазор и доступ для обслуживания.
10. Попросите протестированную кривую и образец, где проект имеет решающее значение.

На самом деле выбор — это диалог между вашей системой и воздуходувкой, и чем раньше это произойдет, тем меньше сюрпризов вы встретите при вводе в эксплуатацию. Поделитесь потоком воздуха, давлением, подачей и имеющимся у вас пространством, и большинство оставшихся вариантов быстро встанут на свои места. Именно по этой причине мы держим на месте лаборатории по изучению аэродинамических труб, шума и характеристик двигателей, поэтому рабочие точки проверяются, а не оцениваются, и мы рады рассмотреть с вами спецификацию задолго до того, как кто-нибудь заговорит о заказе.