พัดลมสำหรับระบบระบายอากาศแบบท่อ
โมดูลนี้จะพิจารณาพัดลมแบบแรงเหวี่ยงและแบบแนวแกนที่ใช้สำหรับระบบระบายอากาศแบบใช้ท่อ และพิจารณาแง่มุมที่เลือก รวมถึงคุณลักษณะและคุณลักษณะการปฏิบัติงาน
พัดลมทั่วไปสองประเภทที่ใช้ในการให้บริการอาคารสำหรับระบบท่อโดยทั่วไปเรียกว่าพัดลมแบบแรงเหวี่ยงและแบบแกน - ชื่อที่ได้มาจากการกำหนดทิศทางการไหลของอากาศผ่านพัดลม ทั้งสองประเภทนี้แบ่งออกเป็นประเภทย่อยจำนวนมากที่ได้รับการพัฒนาเพื่อให้มีคุณลักษณะการไหล/ความดันตามปริมาตรเฉพาะ รวมถึงคุณลักษณะการทำงานอื่นๆ (รวมถึงขนาด เสียง การสั่นสะเทือน ความสามารถในการทำความสะอาด การบำรุงรักษา และความทนทาน)
ตารางที่ 1: ข้อมูลประสิทธิภาพของพัดลมสูงสุดที่เผยแพร่โดยสหรัฐอเมริกาและยุโรปสำหรับพัดลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง > 600 มม
พัดลมบางประเภทที่พบใน HVAC บ่อยกว่านั้นแสดงอยู่ในตารางที่ 1 พร้อมด้วยประสิทธิภาพสูงสุดที่บ่งชี้ซึ่งรวบรวม1 จากข้อมูลที่เผยแพร่โดยผู้ผลิตหลายรายในสหรัฐฯ และยุโรป นอกจากนี้ พัดลมแบบ 'ปลั๊ก' (ซึ่งจริงๆ แล้วเป็นรูปแบบหนึ่งของพัดลมแบบแรงเหวี่ยง) ยังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา
รูปที่ 1: เส้นโค้งพัดลมทั่วไป แฟนตัวจริงอาจแตกต่างอย่างมากจากเส้นโค้งที่เรียบง่ายเหล่านี้
เส้นโค้งพัดลมที่มีลักษณะเฉพาะจะแสดงอยู่ในรูปที่ 1 เส้นโค้งเหล่านี้เกินจริงและเหมาะสมที่สุด และพัดลมที่แท้จริงอาจแตกต่างจากเส้นโค้งเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม พวกมันมีแนวโน้มที่จะแสดงคุณลักษณะที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งรวมถึงพื้นที่ที่ไม่มั่นคงซึ่งเกิดจากการตามล่า โดยที่พัดลมสามารถพลิกไปมาระหว่างอัตราการไหลที่เป็นไปได้สองอัตราที่แรงดันเดียวกัน หรือเป็นผลจากการหยุดพัดลม (ดูการหยุดการทำงานของกล่องการไหลของอากาศ) ผู้ผลิตควรระบุช่วงการทำงานที่ 'ปลอดภัย' ที่ต้องการในเอกสารของตน
พัดลมแบบแรงเหวี่ยง
เมื่อใช้พัดลมแบบแรงเหวี่ยง อากาศจะเข้าสู่ใบพัดตามแนวแกน จากนั้นจึงระบายออกจากใบพัดในแนวรัศมีด้วยการเคลื่อนที่แบบแรงเหวี่ยง พัดลมเหล่านี้สามารถสร้างแรงดันสูงและอัตราการไหลที่มีปริมาตรสูงได้ พัดลมแบบแรงเหวี่ยงแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่จะอยู่ในตัวเครื่องแบบเลื่อน (ดังรูปที่ 2) ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมอากาศที่เคลื่อนที่และแปลงพลังงานจลน์เป็นแรงดันสถิตอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อให้อากาศไหลเวียนได้มากขึ้น พัดลมสามารถออกแบบด้วยใบพัด 'double width double inlet' เพื่อให้อากาศเข้าสู่ทั้งสองด้านของเคส
รูปที่ 2: พัดลมแบบแรงเหวี่ยงในโครงแบบเลื่อนพร้อมใบพัดเอียงไปด้านหลัง
ใบพัดมีหลายรูปทรงที่สามารถใช้เป็นใบพัดได้ โดยประเภทหลักๆ ได้แก่ โค้งไปข้างหน้าและโค้งไปข้างหลัง รูปร่างของใบพัดจะกำหนดประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพที่เป็นไปได้ และรูปร่างของเส้นโค้งลักษณะเฉพาะของพัดลม ปัจจัยอื่นๆ ที่จะส่งผลต่อประสิทธิภาพของพัดลมคือความกว้างของล้อใบพัด ช่องว่างระหว่างกรวยทางเข้าและใบพัดหมุน และพื้นที่ที่ใช้ระบายอากาศออกจากพัดลม (ที่เรียกว่า 'พื้นที่ระเบิด') .
พัดลมประเภทนี้แต่ก่อนจะขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ที่มีสายพานและลูกรอกเรียงกัน อย่างไรก็ตาม ด้วยการปรับปรุงการควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์และความพร้อมที่เพิ่มขึ้นของมอเตอร์แบบสับเปลี่ยนทางอิเล็กทรอนิกส์ ('EC' หรือแบบไร้แปรงถ่าน) ทำให้ระบบขับเคลื่อนโดยตรงมีการใช้บ่อยมากขึ้น สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ขจัดความไร้ประสิทธิภาพที่มีอยู่ในระบบขับเคลื่อนสายพาน (ซึ่งอาจเป็นอะไรก็ได้ตั้งแต่ 2% ถึงมากกว่า 10% ขึ้นอยู่กับการบำรุงรักษา2) แต่ยังมีแนวโน้มที่จะลดการสั่นสะเทือน ลดการบำรุงรักษา (ลดจำนวนตลับลูกปืนและข้อกำหนดในการทำความสะอาด) และทำการประกอบชิ้นส่วน กะทัดรัดมากขึ้น
พัดลมแบบแรงเหวี่ยงโค้งไปด้านหลัง
พัดลมโค้งไปด้านหลัง (หรือ 'เอียง') มีลักษณะพิเศษคือใบพัดที่เอียงออกจากทิศทางการหมุน โดยจะมีประสิทธิภาพถึง 90% เมื่อใช้ใบมีดแอโรฟอยล์ ดังแสดงในรูปที่ 3 หรือใบมีดธรรมดาที่มีรูปร่างเป็นสามมิติ และน้อยกว่าเล็กน้อยเมื่อใช้ใบมีดโค้งธรรมดา และจะลดลงอีกครั้งเมื่อใช้ใบมีดเรียบแบบเรียบไปด้านหลัง อากาศออกจากปลายใบพัดด้วยความเร็วค่อนข้างต่ำ ดังนั้นการสูญเสียความเสียดทานภายในท่อจึงต่ำและเสียงที่เกิดจากอากาศก็ต่ำเช่นกัน พวกเขาอาจหยุดที่จุดสิ้นสุดของเส้นโค้งการทำงาน ใบพัดที่ค่อนข้างกว้างจะให้ประสิทธิภาพสูงสุด และสามารถใช้ใบพัดที่มีรูปทรงคล้ายแอโรฟอยล์ที่มีขนาดใหญ่กว่าได้ทันที ใบพัดแบบบางจะได้รับประโยชน์เพียงเล็กน้อยจากการใช้แอโรฟอยล์ ดังนั้นจึงมักจะใช้ใบพัดแบบแผ่นเรียบ พัดลมโค้งไปด้านหลังได้รับการสังเกตเป็นพิเศษถึงความสามารถในการสร้างแรงดันสูงรวมกับสัญญาณรบกวนต่ำ และมีลักษณะกำลังที่ไม่รับภาระมากเกินไป ซึ่งหมายความว่าเมื่อความต้านทานลดลงในระบบและอัตราการไหลเพิ่มขึ้น กำลังที่ดึงโดยมอเตอร์ไฟฟ้าจะลดลง . โครงสร้างพัดลมโค้งไปข้างหลังมีแนวโน้มที่จะแข็งแกร่งกว่าและค่อนข้างหนักกว่าพัดลมโค้งไปด้านหน้าที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่า ความเร็วลมที่ค่อนข้างช้าของอากาศที่ผ่านใบพัดอาจทำให้เกิดการสะสมของสารปนเปื้อน (เช่น ฝุ่นและไขมัน)
รูปที่ 3: ภาพประกอบของใบพัดพัดลมแบบแรงเหวี่ยง
พัดลมแบบแรงเหวี่ยงโค้งไปข้างหน้า
พัดลมโค้งไปข้างหน้ามีลักษณะเป็นใบพัดโค้งไปข้างหน้าจำนวนมาก เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วพัดลมเหล่านี้จะสร้างแรงกดดันที่ต่ำกว่า จึงมีขนาดเล็กกว่า เบากว่า และราคาถูกกว่าพัดลมโค้งแบบขับเคลื่อนด้านหลังที่เทียบเท่ากัน ดังแสดงในรูปที่ 3 และรูปที่ 4 ใบพัดพัดลมชนิดนี้จะมีใบพัดมากกว่า 20 ใบซึ่งสามารถทำได้ง่ายเพียงแค่สร้างจากแผ่นโลหะแผ่นเดียว ประสิทธิภาพที่ได้รับการปรับปรุงจะได้รับในขนาดที่ใหญ่ขึ้นด้วยใบมีดที่ขึ้นรูปเป็นรายบุคคล อากาศจะออกจากปลายใบมีดด้วยความเร็วในแนวสัมผัสที่สูง และพลังงานจลน์นี้จะต้องถูกแปลงเป็นแรงดันสถิตในท่อ ซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง โดยทั่วไปจะใช้กับปริมาณอากาศต่ำถึงปานกลางที่ความดันต่ำ (ปกติ <1.5kPa) และมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำที่ต่ำกว่า 70% กรอบเลื่อนมีความสำคัญอย่างยิ่งในการบรรลุประสิทธิภาพที่ดีที่สุด เนื่องจากอากาศออกจากปลายใบพัดด้วยความเร็วสูง และใช้ในการแปลงพลังงานจลน์ให้เป็นความดันสถิตอย่างมีประสิทธิภาพ พัดลมเหล่านี้ทำงานที่ความเร็วรอบต่ำ และด้วยเหตุนี้ ระดับเสียงรบกวนที่เกิดจากกลไกจึงมีแนวโน้มที่จะน้อยกว่าพัดลมโค้งด้านหลังที่มีความเร็วสูงกว่า พัดลมมีลักษณะกำลังรับน้ำหนักเกินเมื่อทำงานโดยมีความต้านทานของระบบต่ำ
รูปที่ 4: พัดลมแบบแรงเหวี่ยงโค้งไปข้างหน้าพร้อมมอเตอร์ในตัว
พัดลมเหล่านี้ไม่เหมาะในกรณีที่อากาศมีการปนเปื้อนฝุ่นอย่างมาก หรือมีหยดจาระบีที่ติดอยู่
รูปที่ 5: ตัวอย่างพัดลมแบบปลั๊กขับเคลื่อนโดยตรงพร้อมใบพัดโค้งไปด้านหลัง
พัดลมแบบแรงเหวี่ยงใบพัดเรเดียล
พัดลมแบบแรงเหวี่ยงใบพัดแนวรัศมีมีข้อดีคือสามารถเคลื่อนย้ายอนุภาคอากาศที่ปนเปื้อนและที่ความดันสูง (ตามลำดับ 10kPa) แต่การทำงานที่ความเร็วสูง ทำให้เกิดเสียงดังมากและไม่มีประสิทธิภาพ (<60%) และดังนั้นจึงไม่ควร ใช้สำหรับ HVAC วัตถุประสงค์ทั่วไป นอกจากนี้ ยังประสบปัญหาจากลักษณะกำลังโหลดเกินด้วย เนื่องจากความต้านทานของระบบลดลง (อาจเกิดจากการเปิดแดมเปอร์ควบคุมระดับเสียง) กำลังมอเตอร์จะเพิ่มขึ้น และอาจ 'โอเวอร์โหลด' ได้ ขึ้นอยู่กับขนาดของมอเตอร์
เสียบพัดลม
แทนที่จะติดตั้งในโครงแบบสกรอลล์ ใบพัดแบบแรงเหวี่ยงที่ออกแบบตามวัตถุประสงค์เหล่านี้สามารถใช้โดยตรงในโครงของหน่วยจัดการอากาศ (หรือในท่อหรือท่อใดๆ ก็ตาม) และต้นทุนเริ่มต้นมีแนวโน้มที่จะต่ำกว่า ติดตั้งพัดลมแบบแรงเหวี่ยง รู้จักกันในชื่อพัดลมแบบแรงเหวี่ยง 'plenum', 'ปลั๊ก' หรือเรียกง่ายๆ ว่า 'พัดลมแบบแรงเหวี่ยงแบบไม่มีการติดตั้ง' สิ่งเหล่านี้สามารถให้ข้อได้เปรียบด้านพื้นที่บางส่วน แต่ในราคาที่สูญเสียประสิทธิภาพการทำงานไป (โดยประสิทธิภาพที่ดีที่สุดจะคล้ายคลึงกับพัดลมแบบแรงเหวี่ยงแบบตั้งไปข้างหน้า) พัดลมจะดูดอากาศเข้ามาทางกรวยทางเข้า (ในลักษณะเดียวกับพัดลมที่ติดตั้งไว้) แต่จากนั้นจะระบายอากาศออกในแนวรัศมีรอบๆ เส้นรอบวงด้านนอก 360° ของใบพัด สิ่งเหล่านี้สามารถให้ความยืดหยุ่นอย่างมากในการเชื่อมต่อทางออก (จาก plenum) ซึ่งหมายความว่าอาจมีความจำเป็นน้อยลงสำหรับการโค้งงอที่อยู่ติดกันหรือการเปลี่ยนอย่างแหลมคมในท่อซึ่งจะเพิ่มแรงดันของระบบให้ลดลง (และด้วยเหตุนี้จึงมีกำลังพัดลมเพิ่มเติม) ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบอาจได้รับการปรับปรุงโดยการใช้ปากระฆังเข้าไปในท่อที่ออกจากช่องอก ข้อดีอย่างหนึ่งของพัดลมแบบปลั๊กคือประสิทธิภาพเสียงที่ดีขึ้น ซึ่งส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการดูดซับเสียงภายในช่องลมและการขาดเส้นทาง 'การมองเห็นโดยตรง' จากใบพัดเข้าสู่ปากท่อ ประสิทธิภาพจะขึ้นอยู่กับตำแหน่งของพัดลมภายใน plenum และความสัมพันธ์ของพัดลมกับทางออก ซึ่งก็คือ plenum ที่ใช้ในการแปลงพลังงานจลน์ในอากาศ และเพิ่มแรงดันสถิต ประสิทธิภาพที่แตกต่างกันอย่างมากและความเสถียรในการทำงานที่แตกต่างกันจะขึ้นอยู่กับประเภทของใบพัด - ใบพัดไหลแบบผสม (ให้การรวมกันของการไหลในแนวรัศมีและแนวแกน) ถูกนำมาใช้เพื่อเอาชนะปัญหาการไหลที่เกิดจากรูปแบบการไหลของอากาศในแนวรัศมีที่แข็งแกร่งที่สร้างขึ้นโดยใช้ใบพัดแบบแรงเหวี่ยงธรรมดา3
สำหรับยูนิตขนาดเล็ก การออกแบบที่กะทัดรัดมักจะเสริมด้วยการใช้มอเตอร์ EC ที่ควบคุมได้ง่าย
แฟนแกน
ในพัดลมแบบไหลตามแนวแกน อากาศจะไหลผ่านพัดลมในแนวเดียวกับแกนการหมุน (ดังแสดงในพัดลมแบบแกนท่อแบบธรรมดาของรูปที่ 6) – แรงดันที่เกิดจากการยกตามหลักอากาศพลศาสตร์ (คล้ายกับปีกเครื่องบิน) สิ่งเหล่านี้มีขนาดกะทัดรัด ต้นทุนต่ำ และน้ำหนักเบา เหมาะอย่างยิ่งกับอากาศเคลื่อนที่ที่มีแรงดันค่อนข้างต่ำ ดังนั้นจึงมักใช้ในระบบแยกซึ่งแรงดันตกคร่อมต่ำกว่าระบบจ่าย - โดยปกติการจ่ายรวมถึงแรงดันตกคร่อมของเครื่องปรับอากาศทั้งหมด ส่วนประกอบต่างๆ ในชุดจัดการอากาศ เมื่ออากาศออกจากพัดลมตามแนวแกนธรรมดา มันจะหมุนวนเนื่องจากการหมุนของอากาศขณะที่มันผ่านใบพัด - ประสิทธิภาพของพัดลมอาจได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญโดยใบพัดนำทางปลายน้ำเพื่อฟื้นฟูการหมุนวน เช่นเดียวกับในใบพัด พัดลมตามแนวแกนที่แสดงในรูปที่ 7 ประสิทธิภาพของพัดลมตามแนวแกนได้รับผลกระทบจากรูปร่างของใบพัด ระยะห่างระหว่างปลายใบพัดกับตัวเครื่องโดยรอบ และการคืนตัวของการหมุนวน ระยะพิทช์ของใบพัดสามารถปรับเปลี่ยนได้เพื่อเปลี่ยนเอาท์พุตของพัดลมอย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการย้อนกลับการหมุนของพัดลมตามแนวแกน การไหลของอากาศยังสามารถย้อนกลับได้ แม้ว่าพัดลมจะได้รับการออกแบบให้ทำงานในทิศทางหลักก็ตาม
รูปที่ 6: พัดลมไหลตามแนวแกนแบบท่อ
เส้นโค้งลักษณะเฉพาะสำหรับพัดลมตามแนวแกนมีพื้นที่แผงกั้นซึ่งทำให้ไม่เหมาะกับระบบที่มีช่วงสภาวะการทำงานที่แตกต่างกันอย่างมาก แม้ว่าพัดลมเหล่านี้จะมีประโยชน์จากคุณลักษณะกำลังที่ไม่โหลดเกินก็ตาม
รูปที่ 7: พัดลมไหลตามแนวแกนใบพัด
พัดลมแนวแกนใบพัดสามารถมีประสิทธิภาพพอๆ กับพัดลมแบบแรงเหวี่ยงโค้งไปด้านหลัง และสามารถสร้างกระแสสูงที่ความดันที่เหมาะสม (โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 2kPa) แม้ว่ามีแนวโน้มที่จะสร้างเสียงรบกวนมากกว่าก็ตาม
พัดลมแบบไหลผสมเป็นการพัฒนาของพัดลมตามแนวแกน และดังแสดงในรูปที่ 8 มีใบพัดรูปทรงกรวยที่อากาศถูกดึงในแนวรัศมีผ่านช่องขยาย จากนั้นส่งผ่านตามแนวแกนผ่านใบพัดนำการยืดผม การกระทำร่วมกันสามารถสร้างแรงดันได้สูงกว่าที่เป็นไปได้กับพัดลมไหลตามแนวแกนอื่นๆ ประสิทธิภาพและระดับเสียงอาจใกล้เคียงกับพัดลมแบบแรงเหวี่ยงแบบโค้งไปด้านหลัง
รูปที่ 8: พัดลมอินไลน์แบบไหลผสม
การติดตั้งพัดลม
ความพยายามในการจัดหาโซลูชั่นพัดลมที่มีประสิทธิภาพอาจถูกบ่อนทำลายอย่างรุนแรงโดยความสัมพันธ์ระหว่างพัดลมกับทางเดินอากาศในท้องถิ่น
เวลาโพสต์: Jan-07-2022