Οι δύο συνηθισμένοι τύποι ανεμιστήρων που χρησιμοποιούνται στις υπηρεσίες κτιρίου για συστήματα αεραγωγών αναφέρονται γενικά ως φυγόκεντροι και αξονικοί ανεμιστήρες - το όνομα που προέρχεται από την καθοριστική κατεύθυνση της ροής του αέρα μέσω του ανεμιστήρα.Αυτοί οι δύο τύποι χωρίζονται σε έναν αριθμό υποτύπων που έχουν αναπτυχθεί για να παρέχουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά ροής/πίεσης όγκου, καθώς και άλλα λειτουργικά χαρακτηριστικά (συμπεριλαμβανομένου του μεγέθους, του θορύβου, των κραδασμών, της ικανότητας καθαρισμού, της δυνατότητας συντήρησης και της στιβαρότητας).

---

Πίνακας 1: Δημοσιευμένα δεδομένα κορυφαίας απόδοσης ανεμιστήρα στις ΗΠΑ και την Ευρώπη για ανεμιστήρες >600 mm σε διάμετρο

---

Μερικοί από τους πιο συχνά συναντώμενους τύπους ανεμιστήρων που χρησιμοποιούνται στο σύστημα HVAC παρατίθενται στον Πίνακα 1, μαζί με ενδεικτικές μέγιστες αποδόσεις που έχουν συλλεχθεί1 από δεδομένα που δημοσιεύθηκαν από μια σειρά κατασκευαστών ΗΠΑ και Ευρώπης.Εκτός από αυτά, ο ανεμιστήρας «βύσματος» (που είναι στην πραγματικότητα μια παραλλαγή του φυγοκεντρικού ανεμιστήρα) έχει αυξανόμενη δημοτικότητα τα τελευταία χρόνια.

---

Εικόνα 1: Γενικές καμπύλες ανεμιστήρα.Οι πραγματικοί οπαδοί μπορεί να διαφέρουν πολύ από αυτές τις απλοποιημένες καμπύλες

---

Οι χαρακτηριστικές καμπύλες ανεμιστήρων φαίνονται στο Σχήμα 1. Πρόκειται για υπερβολικές, εξιδανικευμένες καμπύλες και οι πραγματικοί ανεμιστήρες μπορεί να διαφέρουν από αυτές.Ωστόσο, είναι πιθανό να παρουσιάζουν παρόμοια χαρακτηριστικά.Αυτό περιλαμβάνει τις περιοχές αστάθειας που οφείλονται στο κυνήγι, όπου ο ανεμιστήρας μπορεί να περιστρέφεται μεταξύ δύο πιθανών ρυθμών ροής με την ίδια πίεση ή ως συνέπεια της διακοπής του ανεμιστήρα (βλ. Σταμάτημα του κιβωτίου ροής αέρα).Οι κατασκευαστές θα πρέπει επίσης να προσδιορίζουν τις προτιμώμενες «ασφαλείς» σειρές εργασίας στη βιβλιογραφία τους.

Φυγοκεντρικοί ανεμιστήρες

Με τους φυγοκεντρικούς ανεμιστήρες, ο αέρας εισέρχεται στην πτερωτή κατά μήκος του άξονά της και στη συνέχεια εκκενώνεται ακτινικά από την πτερωτή με τη φυγόκεντρη κίνηση.Αυτοί οι ανεμιστήρες είναι ικανοί να παράγουν τόσο υψηλές πιέσεις όσο και υψηλούς όγκους παροχής.Η πλειονότητα των παραδοσιακών φυγοκεντρικών ανεμιστήρων περικλείεται σε ένα περίβλημα τύπου κύλισης (όπως στο σχήμα 2) που ενεργεί για να κατευθύνει τον κινούμενο αέρα και να μετατρέπει αποτελεσματικά την κινητική ενέργεια σε στατική πίεση.Για τη μετακίνηση περισσότερου αέρα, ο ανεμιστήρας μπορεί να σχεδιαστεί με πτερωτή διπλού πλάτους διπλής εισόδου, επιτρέποντας την είσοδο αέρα και στις δύο πλευρές του περιβλήματος.

---

Εικόνα 2: Φυγοκεντρικός ανεμιστήρας σε περίβλημα κύλισης, με πτερωτή με κλίση προς τα πίσω

---

Υπάρχουν διάφορα σχήματα λεπίδων που μπορούν να συνθέσουν την πτερωτή, με τους κύριους τύπους να είναι καμπύλες προς τα εμπρός και προς τα πίσω – το σχήμα της λεπίδας θα καθορίσει την απόδοσή της, την πιθανή απόδοση και το σχήμα της χαρακτηριστικής καμπύλης ανεμιστήρα.Οι άλλοι παράγοντες που θα επηρεάσουν την απόδοση του ανεμιστήρα είναι το πλάτος του τροχού της πτερωτής, το διάκενο μεταξύ του κώνου εισόδου και της περιστρεφόμενης πτερωτής και η περιοχή που χρησιμοποιείται για την εκκένωση του αέρα από τον ανεμιστήρα (η λεγόμενη «περιοχή έκρηξης»). .

Αυτός ο τύπος ανεμιστήρα παραδοσιακά κινείται από έναν κινητήρα με διάταξη ιμάντα και τροχαλίας.Ωστόσο, με τη βελτίωση των ηλεκτρονικών ελέγχων ταχύτητας και την αυξημένη διαθεσιμότητα ηλεκτρονικά εναλλάξιμων κινητήρων («EC» ή χωρίς ψήκτρες), οι άμεσοι ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούνται όλο και πιο συχνά.Αυτό όχι μόνο εξαλείφει τις εγγενείς ανεπάρκειες ενός ιμάντα κίνησης (που μπορεί να είναι από 2% έως περισσότερο από 10%, ανάλογα με τη συντήρηση2), αλλά είναι επίσης πιθανό να μειώσει τους κραδασμούς, να μειώσει τη συντήρηση (λιγότερα ρουλεμάν και απαιτήσεις καθαρισμού) και να κάνει τη συναρμολόγηση πιο συμπαγής.

Καμπυλωτοί φυγόκεντροι ανεμιστήρες προς τα πίσω

Οι ανεμιστήρες με καμπύλες προς τα πίσω (ή με κλίση) χαρακτηρίζονται από λεπίδες που γέρνουν μακριά από την κατεύθυνση περιστροφής.Μπορούν να φτάσουν απόδοση έως και 90% όταν χρησιμοποιούνται λεπίδες αεροτομής, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3, ή με απλές λεπίδες τρισδιάστατες, και ελαφρώς μικρότερες όταν χρησιμοποιούνται απλές καμπύλες λεπίδες και λιγότερο όταν χρησιμοποιούνται απλές λεπίδες με επίπεδη πλάκα με κλίση προς τα πίσω.Ο αέρας φεύγει από τις άκρες της πτερωτής με σχετικά χαμηλή ταχύτητα, επομένως οι απώλειες τριβής μέσα στο περίβλημα είναι χαμηλές και ο θόρυβος που παράγεται από τον αέρα είναι επίσης χαμηλός.Μπορεί να σταματήσουν στα άκρα της καμπύλης λειτουργίας.Τα σχετικά φαρδύτερα στροφεία θα παρέχουν τη μεγαλύτερη απόδοση και μπορούν εύκολα να χρησιμοποιήσουν τα πιο σημαντικά πτερύγια με προφίλ αεροτομής.Οι λεπτές πτερωτές θα έχουν μικρό όφελος από τη χρήση αεροτομών, επομένως τείνουν να χρησιμοποιούν επίπεδες λεπίδες.Οι ανεμιστήρες με καμπύλες προς τα πίσω διακρίνονται ιδιαίτερα για την ικανότητά τους να παράγουν υψηλές πιέσεις σε συνδυασμό με χαμηλό θόρυβο και έχουν χαρακτηριστικό μη υπερφόρτισης ισχύος – αυτό σημαίνει ότι καθώς η αντίσταση μειώνεται σε ένα σύστημα και αυξάνεται ο ρυθμός ροής, η ισχύς που αντλείται από τον ηλεκτροκινητήρα θα μειωθεί .Η κατασκευή των προς τα πίσω καμπυλωτών ανεμιστήρων είναι πιθανό να είναι πιο στιβαρή και μάλλον βαρύτερη από τον λιγότερο αποδοτικό καμπύλο ανεμιστήρα προς τα εμπρός.Η σχετικά αργή ταχύτητα αέρα του αέρα κατά μήκος των λεπίδων μπορεί να επιτρέψει τη συσσώρευση ρύπων (όπως σκόνη και λίπος).

---

Εικόνα 3: Απεικόνιση φυγοκεντρικών πτερυγίων ανεμιστήρα

---

Εμπρός καμπυλωτοί φυγοκεντρικοί ανεμιστήρες

Οι ανεμιστήρες με καμπύλες προς τα εμπρός χαρακτηρίζονται από μεγάλο αριθμό καμπυλωτών πτερυγίων προς τα εμπρός.Καθώς παράγουν συνήθως χαμηλότερες πιέσεις, είναι μικρότεροι, ελαφρύτεροι και φθηνότεροι από τον αντίστοιχο ανεμιστήρα που λειτουργεί με καμπύλη προς τα πίσω.Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3 και στο Σχήμα 4, αυτός ο τύπος πτερωτής ανεμιστήρα θα περιλαμβάνει 20 και πλέον πτερύγια που μπορούν να είναι τόσο απλά όσο να σχηματίζονται από ένα μόνο μεταλλικό φύλλο.Βελτιωμένη απόδοση επιτυγχάνεται σε μεγαλύτερα μεγέθη με μεμονωμένες διαμορφωμένες λεπίδες.Ο αέρας φεύγει από τις άκρες της λεπίδας με υψηλή εφαπτομενική ταχύτητα και αυτή η κινητική ενέργεια πρέπει να μετατραπεί σε στατική πίεση στο περίβλημα – αυτό μειώνει την απόδοση.Συνήθως χρησιμοποιούνται για χαμηλούς έως μεσαίους όγκους αέρα σε χαμηλή πίεση (συνήθως <1,5 kPa) και έχουν σχετικά χαμηλή απόδοση κάτω του 70%.Το περίβλημα κύλισης είναι ιδιαίτερα σημαντικό για την επίτευξη της καλύτερης απόδοσης, καθώς ο αέρας φεύγει από την άκρη των λεπίδων με υψηλή ταχύτητα και χρησιμοποιείται για την αποτελεσματική μετατροπή της κινητικής ενέργειας σε στατική πίεση.Λειτουργούν με χαμηλές ταχύτητες περιστροφής και, ως εκ τούτου, τα επίπεδα θορύβου που δημιουργούνται από μηχανικά τείνουν να είναι λιγότερα από τους καμπυλωτούς ανεμιστήρες υψηλότερης ταχύτητας.Ο ανεμιστήρας έχει ένα χαρακτηριστικό ισχύος υπερφόρτωσης όταν λειτουργεί έναντι χαμηλών αντιστάσεων συστήματος.

---

Εικόνα 4: Εμπρός καμπύλος φυγοκεντρικός ανεμιστήρας με ενσωματωμένο κινητήρα

---

Αυτοί οι ανεμιστήρες δεν είναι κατάλληλοι όταν, για παράδειγμα, ο αέρας είναι πολύ μολυσμένος με σκόνη ή φέρει παρασυρμένα σταγονίδια λίπους.

---

Σχήμα 5: Παράδειγμα ανεμιστήρα απευθείας οδηγούμενου βύσματος με κυρτά πτερύγια προς τα πίσω

---

Φυγοκεντρικοί ανεμιστήρες με ακτινωτό πτερύγιο

Ο φυγόκεντρος ανεμιστήρας με ακτινωτό πτερύγιο έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να μετακινεί μολυσμένα σωματίδια αέρα και σε υψηλές πιέσεις (της τάξης των 10 kPa), αλλά, όταν λειτουργεί σε υψηλές ταχύτητες, είναι πολύ θορυβώδης και αναποτελεσματικός (<60%) και έτσι δεν πρέπει να είναι χρησιμοποιείται για HVAC γενικής χρήσης.Πάσχει επίσης από ένα χαρακτηριστικό υπερφόρτωσης ισχύος – καθώς η αντίσταση του συστήματος μειώνεται (ίσως με το άνοιγμα των αποσβεστήρων ελέγχου έντασης), η ισχύς του κινητήρα θα αυξηθεί και, ανάλογα με το μέγεθος του κινητήρα, ενδέχεται να «υπερφορτωθεί».

Ανεμιστές βύσματος

Αντί να τοποθετηθούν σε κύλινδρο κύλισης, αυτές οι ειδικά σχεδιασμένες φυγόκεντρες πτερωτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν απευθείας στο περίβλημα της μονάδας χειρισμού αέρα (ή, μάλιστα, σε οποιονδήποτε αγωγό ή πλήθος) και το αρχικό τους κόστος είναι πιθανό να είναι χαμηλότερο από φιλοξενούσε φυγόκεντρους ανεμιστήρες.Γνωστοί ως φυγοκεντρικοί ανεμιστήρες «plenum», «βύσμα» ή απλά «χωρίς στεγασμένοι» φυγοκεντρικοί ανεμιστήρες, αυτοί μπορούν να παρέχουν κάποια πλεονεκτήματα χώρου, αλλά με την τιμή της χαμένης λειτουργικής απόδοσης (με τις καλύτερες αποδόσεις να είναι παρόμοιες με αυτές των στεγασμένων καμπυλωτών φυγοκεντρικών ανεμιστήρων).Οι ανεμιστήρες θα τραβήξουν αέρα μέσα από τον κώνο εισόδου (με τον ίδιο τρόπο όπως ένας στεγασμένος ανεμιστήρας) αλλά στη συνέχεια θα εκκενώσουν τον αέρα ακτινικά γύρω από ολόκληρη την εξωτερική περιφέρεια 360° της πτερωτής.Μπορούν να παρέχουν μεγάλη ευελιξία στις συνδέσεις εξόδου (από το plenum), που σημαίνει ότι μπορεί να υπάρχει λιγότερη ανάγκη για γειτονικές στροφές ή αιχμηρές μεταβάσεις στον αγωγό που θα πρόσθεταν από μόνες τους την πτώση πίεσης του συστήματος (και, ως εκ τούτου, πρόσθετη ισχύ ανεμιστήρα).Η συνολική αποτελεσματικότητα του συστήματος μπορεί να βελτιωθεί με τη χρήση εισόδων στο στόμα με κουδούνι στους αγωγούς που εξέρχονται από το plenum.Ένα από τα πλεονεκτήματα του βύσματος ανεμιστήρα είναι η βελτιωμένη ακουστική του απόδοση, η οποία οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στην απορρόφηση του ήχου μέσα στο plenum και στην έλλειψη διαδρομών «άμεσης όρασης» από την πτερωτή στο στόμιο του αγωγού.Η απόδοση θα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θέση του ανεμιστήρα μέσα στο πλήθος και τη σχέση του ανεμιστήρα με την πρίζα του – το plenum χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της κινητικής ενέργειας στον αέρα και έτσι την αύξηση της στατικής πίεσης.Ουσιαστικά διαφορετική απόδοση και διαφορετικές σταθερότητες λειτουργίας θα εξαρτηθούν από τον τύπο της πτερωτής – πτερωτές μικτής ροής (που παρέχουν συνδυασμό ακτινικής και αξονικής ροής) έχουν χρησιμοποιηθεί για να ξεπεραστούν τα προβλήματα ροής που προκύπτουν από το ισχυρό μοτίβο ακτινικής ροής αέρα που δημιουργείται με απλές φυγόκεντρες πτερωτές3.

Για μικρότερες μονάδες, ο συμπαγής σχεδιασμός τους συχνά συμπληρώνεται με τη χρήση εύκολα ελεγχόμενων κινητήρων EC.

Αξονικοί ανεμιστήρες

Στους ανεμιστήρες αξονικής ροής, ο αέρας διέρχεται από τον ανεμιστήρα σε ευθεία με τον άξονα περιστροφής (όπως φαίνεται στον απλό αξονικό ανεμιστήρα σωλήνα του σχήματος 6) – η πίεση παράγεται από αεροδυναμική ανύψωση (παρόμοια με πτέρυγα αεροσκάφους).Αυτά μπορεί να είναι συγκριτικά συμπαγή, χαμηλού κόστους και ελαφριά, ιδιαίτερα κατάλληλα για την κίνηση του αέρα σε σχετικά χαμηλές πιέσεις, επομένως χρησιμοποιούνται συχνά σε συστήματα εξαγωγής όπου οι πτώσεις πίεσης είναι χαμηλότερες από τα συστήματα τροφοδοσίας - η παροχή συνήθως περιλαμβάνει την πτώση πίεσης όλων των κλιματιστικών εξαρτήματα στη μονάδα διαχείρισης αέρα.Όταν ο αέρας φεύγει από έναν απλό αξονικό ανεμιστήρα, θα στροβιλίζεται λόγω της περιστροφής που προσδίδεται στον αέρα καθώς περνά μέσα από την πτερωτή – η απόδοση του ανεμιστήρα μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά από τα πτερύγια οδήγησης προς τα κάτω για την ανάκτηση του στροβιλισμού, όπως στο πτερύγιο αξονικός ανεμιστήρας που φαίνεται στο Σχήμα 7. Η απόδοση ενός αξονικού ανεμιστήρα επηρεάζεται από το σχήμα του πτερυγίου, την απόσταση μεταξύ του άκρου του πτερυγίου και της περιβάλλουσας θήκης και την ανάκτηση στροβιλισμού.Το βήμα της λεπίδας μπορεί να αλλάξει για να μεταβάλλεται αποτελεσματικά η έξοδος του ανεμιστήρα.Αντιστρέφοντας την περιστροφή των αξονικών ανεμιστήρων, η ροή αέρα μπορεί επίσης να αντιστραφεί – αν και ο ανεμιστήρας θα είναι σχεδιασμένος να λειτουργεί προς την κύρια κατεύθυνση.

---

Εικόνα 6: Ένας ανεμιστήρας αξονικής ροής σωλήνα

---

Η χαρακτηριστική καμπύλη για αξονικούς ανεμιστήρες έχει μια περιοχή στασιμότητας που μπορεί να τους καταστήσει ακατάλληλους για συστήματα με ευρέως ποικίλο εύρος συνθηκών λειτουργίας, αν και έχουν το πλεονέκτημα ενός χαρακτηριστικού ισχύος χωρίς υπερφόρτωση.

---

Εικόνα 7: Ένας ανεμιστήρας αξονικής ροής πτερυγίων

---

Οι αξονικοί ανεμιστήρες πτερυγίων μπορούν να είναι εξίσου αποτελεσματικοί με τους φυγόκεντρους ανεμιστήρες με καμπύλες προς τα πίσω και μπορούν να παράγουν υψηλές ροές σε λογικές πιέσεις (συνήθως περίπου 2 kPa), αν και είναι πιθανό να δημιουργούν περισσότερο θόρυβο.

Ο ανεμιστήρας μικτής ροής είναι μια ανάπτυξη του αξονικού ανεμιστήρα και, όπως φαίνεται στο Σχήμα 8, έχει μια πτερωτή κωνικού σχήματος όπου ο αέρας έλκεται ακτινικά μέσω των διαστελλόμενων καναλιών και στη συνέχεια διέρχεται αξονικά μέσω των οδηγών πτερυγίων ευθυγράμμισης.Η συνδυασμένη δράση μπορεί να παράγει πίεση πολύ υψηλότερη από ό,τι είναι δυνατόν με άλλους ανεμιστήρες αξονικής ροής.Οι αποδόσεις και τα επίπεδα θορύβου μπορεί να είναι παρόμοια με εκείνα ενός φυγοκεντρικού ανεμιστήρα με καμπύλη προς τα πίσω.

---

Εικόνα 8: Ενσωματωμένος ανεμιστήρας μικτής ροής

---

Η εγκατάσταση του ανεμιστήρα

Οι προσπάθειες για την παροχή μιας αποτελεσματικής λύσης ανεμιστήρα μπορεί να υπονομευθούν σοβαρά από τη σχέση μεταξύ του ανεμιστήρα και των τοπικών αγωγών για τον αέρα.

---

Ώρα δημοσίευσης: Ιαν-07-2022