พัดลมสำหรับระบบระบายอากาศแบบมีท่อ
โมดูลนี้ดูที่พัดลมแบบแรงเหวี่ยงและแนวแกนที่ใช้สำหรับระบบระบายอากาศแบบท่อ และพิจารณาแง่มุมต่างๆ ที่เลือก รวมถึงลักษณะเฉพาะและลักษณะการทำงาน
พัดลมทั่วไปสองประเภทที่ใช้ในการก่อสร้างสำหรับระบบท่อโดยทั่วไปเรียกว่าพัดลมแบบแรงเหวี่ยงและแกน ซึ่งเป็นชื่อที่ได้มาจากการกำหนดทิศทางของการไหลของอากาศผ่านพัดลมทั้งสองประเภทนี้ถูกแบ่งออกเป็นประเภทย่อยจำนวนมากที่ได้รับการพัฒนาเพื่อให้มีลักษณะเฉพาะของปริมาณการไหล/แรงดัน เช่นเดียวกับคุณสมบัติการทำงานอื่นๆ (รวมถึงขนาด เสียง การสั่นสะเทือน ความสามารถในการทำความสะอาด การบำรุงรักษา และความทนทาน)
ตารางที่ 1: สหรัฐอเมริกาและยุโรปเผยแพร่ข้อมูลประสิทธิภาพพัดลมสูงสุดสำหรับพัดลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง >600 มม
พัดลมบางประเภทที่พบบ่อยกว่าที่ใช้ใน HVAC แสดงอยู่ในตารางที่ 1 พร้อมด้วยประสิทธิภาพสูงสุดที่บ่งชี้ซึ่งรวบรวม1 จากข้อมูลที่เผยแพร่โดยผู้ผลิตในสหรัฐฯ และยุโรปนอกเหนือจากนี้ พัดลมแบบ 'ปลั๊ก' (ซึ่งจริงๆ แล้วแตกต่างจากพัดลมแบบแรงเหวี่ยง) ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา
รูปที่ 1: เส้นโค้งพัดลมทั่วไปแฟนตัวจริงอาจแตกต่างอย่างมากจากเส้นโค้งที่เรียบง่ายเหล่านี้
เส้นโค้งลักษณะเฉพาะของพัดลมแสดงในรูปที่ 1 เส้นโค้งเหล่านี้เกินจริง เส้นโค้งในอุดมคติ และพัดลมจริงอาจแตกต่างจากสิ่งเหล่านี้อย่างไรก็ตาม พวกเขามีแนวโน้มที่จะแสดงแอตทริบิวต์ที่คล้ายคลึงกันซึ่งรวมถึงพื้นที่ที่ไม่เสถียรซึ่งเกิดจากการล่า ซึ่งพัดลมสามารถพลิกระหว่างอัตราการไหลที่เป็นไปได้สองอัตราที่ความดันเดียวกัน หรือเป็นผลมาจากการหยุดทำงานของพัดลม (ดู การหยุดทำงานของช่องระบายอากาศ)ผู้ผลิตควรระบุช่วงการทำงานที่ 'ปลอดภัย' ที่ต้องการในเอกสารของตนด้วย
พัดลมหอยโข่ง
เมื่อใช้พัดลมแบบแรงเหวี่ยง อากาศจะเข้าสู่ใบพัดตามแกน จากนั้นจะถูกระบายออกจากใบพัดในแนวรัศมีด้วยการเคลื่อนที่แบบแรงเหวี่ยงพัดลมเหล่านี้สามารถสร้างทั้งแรงดันสูงและอัตราการไหลปริมาณมากพัดลมแบบแรงเหวี่ยงแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่จะอยู่ในตัวเรือนแบบเลื่อน (ดังรูปที่ 2) ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมอากาศที่เคลื่อนที่และเปลี่ยนพลังงานจลน์เป็นแรงดันคงที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้อากาศถ่ายเทได้มากขึ้น สามารถออกแบบพัดลมให้มีใบพัด 'double width double inlet' ซึ่งช่วยให้อากาศเข้าสู่ทั้งสองด้านของตัวเครื่อง
รูปที่ 2: พัดลมหอยโข่งในเคสแบบเลื่อนพร้อมใบพัดที่เอียงไปด้านหลัง
มีใบมีดหลายรูปทรงที่สามารถประกอบเป็นใบพัดได้ โดยประเภทหลักคือโค้งไปข้างหน้าและโค้งไปข้างหลัง – รูปร่างของใบมีดจะเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพที่เป็นไปได้ และรูปร่างของลักษณะโค้งของพัดลมปัจจัยอื่นๆ ที่จะส่งผลต่อประสิทธิภาพของพัดลม ได้แก่ ความกว้างของล้อใบพัด ช่องว่างระหว่างกรวยทางเข้าและใบพัดหมุน และพื้นที่ที่ใช้ระบายอากาศออกจากพัดลม (เรียกว่า 'พื้นที่ระเบิด') .
พัดลมประเภทนี้แบบดั้งเดิมขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ที่มีการจัดเรียงสายพานและรอกอย่างไรก็ตาม ด้วยการปรับปรุงการควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์และความพร้อมใช้งานที่เพิ่มขึ้นของมอเตอร์แบบสับเปลี่ยนทางอิเล็กทรอนิกส์ ('EC' หรือแบบไร้แปรงถ่าน) ทำให้ไดเร็คไดร์ฟถูกใช้บ่อยขึ้นสิ่งนี้ไม่เพียงขจัดความไร้ประสิทธิภาพในตัวขับเคลื่อนสายพาน (ซึ่งอาจมีตั้งแต่ 2% ถึงมากกว่า 10% ขึ้นอยู่กับการบำรุงรักษา2) แต่ยังมีแนวโน้มที่จะลดการสั่นสะเทือน ลดการบำรุงรักษา (ลดความต้องการตลับลูกปืนและการทำความสะอาด) และทำให้การประกอบ กะทัดรัดยิ่งขึ้น
พัดลมแบบแรงเหวี่ยงโค้งถอยหลัง
พัดลมโค้งถอยหลัง (หรือ 'เอียง') มีลักษณะพิเศษคือใบพัดที่เอียงออกจากทิศทางการหมุนมีประสิทธิภาพได้ถึง 90% เมื่อใช้ใบมีดแอโรฟอยล์ตามที่แสดงในรูปที่ 3 หรือเมื่อใช้ใบมีดธรรมดาที่มีรูปร่างเป็นสามมิติ และลดลงเล็กน้อยเมื่อใช้ใบมีดโค้งธรรมดา และน้อยลงอีกครั้งเมื่อใช้ใบมีดแบนเรียบแบบเอียงไปด้านหลังอากาศจะออกจากปลายใบพัดด้วยความเร็วที่ค่อนข้างต่ำ ดังนั้นการสูญเสียแรงเสียดทานภายในตัวเครื่องจึงต่ำและเสียงที่เกิดจากอากาศก็ต่ำเช่นกันพวกเขาอาจหยุดอยู่ที่สุดขอบของเส้นโค้งการทำงานใบพัดที่มีขนาดค่อนข้างกว้างจะให้ประสิทธิภาพสูงสุด และสามารถใช้ใบพัดที่ทำโปรไฟล์ Aerofoil ที่มีขนาดใหญ่กว่าได้อย่างง่ายดายใบพัดแบบบางจะได้รับประโยชน์เพียงเล็กน้อยจากการใช้ aerofoils ดังนั้นมักจะใช้ใบมีดแบบจานแบนพัดลมแบบโค้งด้านหลังได้รับการกล่าวถึงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับความสามารถในการผลิตแรงดันสูงรวมกับเสียงรบกวนต่ำ และมีลักษณะกำลังที่ไม่เกินพิกัด ซึ่งหมายความว่าเมื่อความต้านทานลดลงในระบบและอัตราการไหลเพิ่มขึ้น กำลังที่ดึงมาจากมอเตอร์ไฟฟ้าจะลดลง .การสร้างพัดลมโค้งไปด้านหลังน่าจะแข็งแรงกว่าและค่อนข้างหนักกว่าพัดลมโค้งไปข้างหน้าที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าความเร็วลมที่ค่อนข้างช้าของอากาศผ่านใบมีดอาจทำให้เกิดการสะสมของสิ่งปนเปื้อน (เช่น ฝุ่นและไขมัน)
รูปที่ 3: ภาพประกอบของใบพัดพัดลมแบบแรงเหวี่ยง
พัดลมแบบแรงเหวี่ยงโค้งไปข้างหน้า
พัดลมโค้งไปข้างหน้ามีลักษณะเป็นใบพัดโค้งจำนวนมากเนื่องจากโดยทั่วไปแล้วจะสร้างแรงดันที่ต่ำกว่า จึงมีขนาดเล็กกว่า เบากว่า และราคาถูกกว่าพัดลมโค้งแบบย้อนกลับที่มีกำลังไฟเท่ากันดังที่แสดงในรูปที่ 3 และรูปที่ 4 ใบพัดของพัดลมประเภทนี้จะมีใบพัดมากกว่า 20 ใบ ซึ่งสามารถทำได้ง่ายๆ เพียงแค่ขึ้นรูปจากแผ่นโลหะแผ่นเดียวประสิทธิภาพที่ได้รับการปรับปรุงจะได้รับในขนาดที่ใหญ่ขึ้นด้วยใบมีดแต่ละอันอากาศจะออกจากปลายใบมีดด้วยความเร็วแนวสัมผัสสูง และพลังงานจลน์นี้จะต้องถูกแปลงเป็นแรงดันคงที่ในปลอก ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพลดลงโดยทั่วไปจะใช้กับปริมาณอากาศต่ำถึงปานกลางที่ความดันต่ำ (ปกติ <1.5kPa) และมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำต่ำกว่า 70%ปลอกสโครลมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการได้รับประสิทธิภาพสูงสุด เนื่องจากอากาศจะออกจากปลายใบมีดด้วยความเร็วสูง และใช้เพื่อเปลี่ยนพลังงานจลน์เป็นแรงดันสถิตได้อย่างมีประสิทธิภาพพวกมันทำงานที่ความเร็วรอบต่ำ ดังนั้น ระดับเสียงที่เกิดจากกลไกมักจะน้อยกว่าพัดลมโค้งย้อนกลับที่มีความเร็วสูงกว่าพัดลมมีลักษณะการจ่ายไฟเกินกำลังเมื่อทำงานกับความต้านทานของระบบต่ำ
รูปที่ 4: พัดลมแบบแรงเหวี่ยงโค้งไปข้างหน้าพร้อมมอเตอร์ในตัว
พัดลมเหล่านี้ไม่เหมาะในกรณีที่อากาศปนเปื้อนฝุ่นมากหรือมีหยดไขมันเกาะติด
รูปที่ 5: ตัวอย่างพัดลมแบบเสียบปลั๊กโดยตรงที่มีใบมีดโค้งไปด้านหลัง
พัดลมแบบแรงเหวี่ยงแบบเรเดียลเบลด
พัดลมหอยโข่งใบพัดแบบเรเดียลมีข้อดีคือสามารถเคลื่อนย้ายอนุภาคอากาศที่ปนเปื้อนและที่ความดันสูง (ตามลำดับ 10kPa) แต่การทำงานด้วยความเร็วสูง จะมีเสียงดังมากและไม่มีประสิทธิภาพ (<60%) ดังนั้นจึงไม่ควร ใช้สำหรับ HVAC วัตถุประสงค์ทั่วไปนอกจากนี้ยังได้รับผลกระทบจากลักษณะการจ่ายไฟเกิน เนื่องจากความต้านทานของระบบลดลง (อาจโดยการเปิดแดมเปอร์ควบคุมระดับเสียง) กำลังมอเตอร์จะเพิ่มขึ้น และอาจ 'โอเวอร์โหลด' ขึ้นอยู่กับขนาดของมอเตอร์
พัดลมเสียบ
แทนที่จะติดตั้งในโครงสโครล ใบพัดแบบแรงเหวี่ยงที่ออกแบบมาตามวัตถุประสงค์เหล่านี้สามารถใช้โดยตรงในโครงของชุดจัดการอากาศ (หรือจริงๆ แล้ว ในท่อหรือส่วนควบ) และต้นทุนเริ่มต้นน่าจะต่ำกว่า ติดตั้งพัดลมแบบแรงเหวี่ยงรู้จักกันในชื่อ 'plenum', 'plug' หรือเรียกง่ายๆ ว่าพัดลมแบบแรงเหวี่ยงแบบ 'ไม่มีโรงเรือน' พัดลมเหล่านี้สามารถให้ข้อได้เปรียบด้านพื้นที่บางส่วน แต่แลกกับประสิทธิภาพการทำงานที่สูญเสียไปพัดลมจะดึงอากาศเข้ามาทางกรวยทางเข้า (ในลักษณะเดียวกับพัดลมที่ติดตั้ง) แต่จากนั้นจะปล่อยอากาศออกไปในแนวรัศมีรอบ ๆ เส้นรอบวงรอบนอก 360° ของใบพัดพวกเขาสามารถให้ความยืดหยุ่นที่ดีของการเชื่อมต่อเต้าเสียบ (จาก plenum) หมายความว่าอาจมีความจำเป็นน้อยลงสำหรับการโค้งงอที่อยู่ติดกันหรือการเปลี่ยนที่คมชัดในงานท่อซึ่งจะเพิ่มแรงดันตกในระบบ (และด้วยเหตุนี้พัดลมเพิ่มเติม)ประสิทธิภาพของระบบโดยรวมอาจปรับปรุงได้โดยใช้ปากระฆังเข้าไปยังท่อที่ออกจากโถงกลางข้อดีอย่างหนึ่งของพัดลมแบบเสียบปลั๊กคือประสิทธิภาพเสียงที่ดีขึ้น ซึ่งส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการดูดซับเสียงภายใน plenum และการไม่มีเส้นทาง 'มองเห็นโดยตรง' จากใบพัดไปยังปากท่อประสิทธิภาพจะขึ้นอยู่กับตำแหน่งของพัดลมภายใน plenum และความสัมพันธ์ของพัดลมกับทางออก – plenum ถูกใช้เพื่อแปลงพลังงานจลน์ในอากาศและเพิ่มแรงดันสถิตประสิทธิภาพการทำงานที่แตกต่างกันอย่างมากและความเสถียรในการทำงานที่แตกต่างกันจะขึ้นอยู่กับประเภทของใบพัด – ใบพัดแบบผสมการไหล (ให้การรวมกันของการไหลในแนวรัศมีและแนวแกน) ถูกนำมาใช้เพื่อแก้ปัญหาการไหลที่เกิดจากรูปแบบการไหลของอากาศในแนวรัศมีที่แข็งแกร่งซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้ใบพัดแบบแรงเหวี่ยงธรรมดา3
สำหรับยูนิตขนาดเล็ก การออกแบบที่กะทัดรัดมักจะเสริมด้วยการใช้มอเตอร์ EC ที่ควบคุมได้ง่าย
แกนพัดลม
ในพัดลมแบบไหลตามแนวแกน อากาศจะไหลผ่านพัดลมในแนวเดียวกับแกนหมุน (ดังแสดงในพัดลมแบบแกนท่ออย่างง่ายของรูปที่ 6) ซึ่งเป็นแรงดันที่เกิดจากการยกแอโรไดนามิก (คล้ายกับปีกเครื่องบิน)สิ่งเหล่านี้อาจมีขนาดค่อนข้างกะทัดรัด ต้นทุนต่ำ และน้ำหนักเบา เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเคลื่อนที่ของอากาศที่มีแรงดันค่อนข้างต่ำ ดังนั้นจึงมักใช้ในระบบแยกส่วนซึ่งแรงดันตกต่ำกว่าระบบจ่าย - การจ่ายตามปกติรวมถึงแรงดันตกของเครื่องปรับอากาศทั้งหมด ส่วนประกอบในหน่วยจัดการอากาศเมื่ออากาศออกจากแกนพัดลมแบบธรรมดา มันจะหมุนวนเนื่องจากการหมุนของอากาศเมื่อผ่านใบพัด - ประสิทธิภาพของพัดลมอาจได้รับการปรับปรุงอย่างมากโดยใบพัดนำทางด้านล่างเพื่อกู้คืนการหมุนดังเช่นในใบพัด พัดลมแกนแสดงในรูปที่ 7 ประสิทธิภาพของพัดลมแกนขึ้นอยู่กับรูปร่างของใบพัด ระยะห่างระหว่างปลายใบมีดกับตัวเครื่องโดยรอบ และการหมุนกลับคืนสามารถปรับระยะห่างของใบมีดได้เพื่อเปลี่ยนเอาต์พุตของพัดลมอย่างมีประสิทธิภาพด้วยการย้อนกลับการหมุนของพัดลมตามแนวแกน การไหลของอากาศยังสามารถย้อนกลับได้ แม้ว่าพัดลมจะได้รับการออกแบบให้ทำงานในทิศทางหลักก็ตาม
รูปที่ 6: พัดลมไหลตามแนวแกนของท่อ
เส้นโค้งลักษณะเฉพาะสำหรับพัดลมตามแนวแกนมีบริเวณแผงลอยซึ่งอาจทำให้ไม่เหมาะกับระบบที่มีสภาพการทำงานที่หลากหลาย แม้ว่าพัดลมจะมีประโยชน์จากลักษณะการจ่ายไฟที่ไม่โอเวอร์โหลดก็ตาม
รูปที่ 7: พัดลมไหลตามแนวแกนใบพัด
พัดลมแกนใบพัดสามารถมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับพัดลมหอยโข่งแบบโค้งไปด้านหลัง และสามารถสร้างกระแสสูงที่แรงดันที่เหมาะสม (โดยทั่วไปประมาณ 2kPa) แม้ว่าพวกมันมีแนวโน้มที่จะสร้างเสียงรบกวนมากกว่าก็ตาม
พัดลมไหลแบบผสมเป็นการพัฒนาของพัดลมตามแนวแกน และดังแสดงในรูปที่ 8 มีใบพัดรูปทรงกรวยที่อากาศถูกดึงออกในแนวรัศมีผ่านช่องขยาย จากนั้นส่งผ่านตามแนวแกนผ่านใบพัดปรับทิศทางให้ตรงการกระทำที่รวมกันสามารถสร้างแรงดันได้สูงกว่าที่เป็นไปได้กับพัดลมไหลตามแนวแกนอื่นๆประสิทธิภาพและระดับเสียงอาจใกล้เคียงกับพัดลมแบบแรงเหวี่ยงโค้งถอยหลัง
รูปที่ 8: พัดลมอินไลน์แบบไหลผสม
การติดตั้งพัดลม
ความพยายามในการจัดหาโซลูชันพัดลมที่มีประสิทธิภาพอาจถูกบั่นทอนลงอย่างมากจากความสัมพันธ์ระหว่างพัดลมและทางเดินท่อภายในสำหรับอากาศ
เวลาโพสต์: ม.ค.-07-2565