Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ανεμιστήρων με προς τα εμπρός και προς τα πίσω καμπύλες πτερύγια;

Η γωνία της λεπίδας αποκαλύπτει το μεγαλύτερο μέρος της ιστορίας

Οι ανεμιστήρες με προς τα εμπρός καμπύλες και οι ανεμιστήρες με προς τα πίσω καμπύλες είναι και οι δύο κεντροφύγου τύπου. Ο αέρας εισέρχεται από το κέντρο και εξέρχεται ακτινικά. Η διαφορά αρχίζει στην άκρη της λεπίδας. Οι λεπίδες με προς τα εμπρός καμπύλες κλίνουν προς την κατεύθυνση της περιστροφής. Οι λεπίδες με προς τα πίσω καμπύλες κλίνουν αντίθετα. Αυτή η μοναδική επιλογή γεωμετρίας αλλάζει την πίεση, την παροχή, την απόδοση, τον θόρυβο και τον τρόπο με τον οποίο ο τροχός αντιμετωπίζει τη σκόνη. Οι τροχοί με προς τα εμπρός καμπύλες λεπίδες διαθέτουν συνήθως πολλές επιφανειακές λεπίδες και λειτουργούν με χαμηλότερες στροφές για μια δεδομένη παροχή. Οι τροχοί με προς τα πίσω καμπύλες λεπίδες έχουν λιγότερες, αλλά βαθύτερες λεπίδες και μπορούν να περιστρέφονται ταχύτερα χωρίς να χάνουν σταθερότητα.

Πώς οι τροχοί με προς τα εμπρός καμπύλες λεπίδες μετακινούν μεγάλες ποσότητες αέρα σε μικρό χώρο

Ένας εμπρόσθια καμπύλος δροσερός, που συχνά ονομάζεται «κλουβί σκιουριού», περιλαμβάνει πολλές λεπίδες γύρω από μικρή διάμετρο. Μπορεί να μετακινεί μεγάλη παροχή αέρα σε χαμηλή στατική πίεση. Γι’ αυτό είναι συνηθισμένος σε μονάδες ανεμιστήρα-μεταλλικού εναλλάκτη, μικρούς αεραγωγούς και συμπαγείς θαλάμους εξαερισμού. Οι διαδρομές των λεπίδων είναι στενές, οπότε μπορεί να συσσωρεύεται σκόνη και λίπος. Όταν ο τροχός λερωθεί, μετατοπίζεται η ισορροπία και αυξάνεται η ταλάντωση. Η απόδοση είναι μέτρια σε σύγκριση με τις οπισθοκαμπύλες διατάξεις, ειδικά σε υψηλότερη πίεση. Η καμπύλωση είναι έντονη, οπότε μικρές αλλαγές πίεσης μπορούν να προκαλέσουν μεγάλες αλλαγές ροής.

Γιατί οι οπισθοκαμπύλοι ανεμιστήρες επικρατούν σε δικτυωμένα συστήματα υψηλότερης πίεσης

Οι πτερύγες με καμπύλωση προς τα πίσω αντέχουν καλύτερα τη στατική πίεση. Είναι εν μέρει αυτοκαθαριζόμενες, επειδή τα σωματίδια τείνουν να απομακρύνονται από την επιφάνεια της πτερύγας αντί να προσκολλώνται. Λιγότερες πτερύγες σημαίνουν ευρύτερες διαδρόμους και μικρότερη πιθανότητα φραξίματος. Το αιχμηρό σημείο απόδοσης είναι υψηλότερο και ευρύτερο, γεγονός που έχει σημασία όταν τα φίλτρα φορτώνονται ή όταν κινούνται οι στενωτικές βαλβίδες. Αυτοί οι τροχοί μπορούν να λειτουργούν σε υψηλότερες ταχύτητες στην άκρη, οπότε ένας μικρότερης διαμέτρου τροχός μπορεί να εκτελέσει την ίδια εργασία με έναν μεγαλύτερο τροχό με πτερύγες καμπυλωμένες προς τα εμπρός. Η ανταλλαγή είναι η αύξηση του κόστους και η μεγαλύτερη ευαισθησία σε ροή εκτός σχεδιασμού. Σε πολύ χαμηλή πίεση, ένας τροχός με πτερύγες καμπυλωμένες προς τα εμπρός μπορεί να είναι η φθηνότερη επιλογή.

Ο θόρυβος και η δόνηση συμπεριφέρονται διαφορετικά με κάθε τύπο τροχού

Ο θόρυβος δεν είναι απλώς ένας αριθμός. Έχει χαρακτήρα. Οι τροχοί με προς τα εμπρός καμπύλα πτερύγια παράγουν συχνά έναν ευρύ, υψηλής συχνότητας ήχο, επειδή πολλά πτερύγια περνούν από το σημείο αποκοπής. Οι τροχοί με προς τα πίσω καμπύλα πτερύγια τείνουν να έχουν χαμηλότερο τόνο και ομαλότερο φάσμα. Αυτή η διαφορά έχει σημασία σε νοσοκομεία, γραφεία και οικιακά συστήματα εξαερισμού. Διαφέρει επίσης και η δόνηση. Ένας τροχός με προς τα εμπρός καμπύλα πτερύγια και πολλά πτερύγια μπορεί να χάσει την ισορροπία του γρήγορα, όταν η σκόνη συσσωρεύεται ανομοιόμορφα. Ένας τροχός με προς τα πίσω καμπύλα πτερύγια είναι πιο ανεκτικός, αλλά μπορεί να υποστεί ακόμη και συντονισμό, αν η στήριξη ή το δίκτυο αγωγών δεν είναι κατάλληλο. Τα πρότυπα AMCA Standard 210 και ISO 5801 παρέχουν εργαστηριακές μεθόδους για τον έλεγχο της ροής αέρα και της πίεσης, οπότε οι συγκρίσεις πρέπει να γίνονται με την ίδια διαμόρφωση. Ένας ανεμιστήρας που φαίνεται καλός σε καμπύλη ελεύθερης ροής μπορεί να συμπεριφέρεται διαφορετικά σε πίεση 600 Pa.

Μια αναβάθμιση συστήματος εξαερισμού νοσοκομείου που αποκάλυψε το κενό πίεσης

Κατά την ανακαίνιση ενός θαλάμου απομόνωσης νοσοκομείου στην επαρχία Τσιανγκσού το 2022, οι υφιστάμενες μονάδες επεξεργασίας αέρα χρησιμοποιούσαν αξονικούς φυγοκεντρικούς ανεμιστήρες με προς τα εμπρός καμπύλα πτερύγια. Η μεταγενέστερη αναβάθμιση για τον έλεγχο λοιμώξεων απαιτούσε περισσότερα στάδια φιλτραρίσματος και μακρύτερες διαδρομές αγωγών. Μετά την εγκατάσταση των νέων φίλτρων HEPA, η στατική πίεση αυξήθηκε. Τα πτερύγια με προς τα εμπρός καμπύλα μετακινήθηκαν προς το πιο απότομο τμήμα της χαρακτηριστικής τους καμπύλης και χάσανε παροχή αέρα. Η αντικατάστασή τους με ηλεκτρονικά ελεγχόμενους (EC) ανεμιστήρες με προς τα πίσω καμπύλα πτερύγια αποκατέστησε τη σχεδιασμένη παροχή αέρα στην υψηλότερη πίεση. Τα πτερύγια με προς τα πίσω καμπύλα αντιμετώπισαν επίσης καλύτερα τη σκόνη στο τμήμα προ-φιλτραρίσματος. Προέκυψε όμως μία περιοριστική πτυχή: οι ανεμιστήρες με προς τα πίσω καμπύλα απαιτούσαν διαφορετική στήριξη του κινητήρα και μεγαλύτερο σπείρωμα, γεγονός που απαιτούσε τροποποίηση του περιβλήματος. Το διδακτικό συμπέρασμα είναι απλό: η επιλογή μεταξύ πτερυγίων με προς τα εμπρός και προς τα πίσω καμπύλα δεν σημαίνει ότι το ένα είναι καλύτερο σε όλες τις περιπτώσεις. Σημαίνει ότι πρέπει να επιλέγεται το κατάλληλο πτερύγιο που ταιριάζει στη χαρακτηριστική καμπύλη του συστήματος.

Προσαρμογή του πτερυγίου στο σημείο λειτουργίας, όχι σε μία εντυπωσιακή επικεφαλίδα καταλόγου

Η επιλογή ξεκινά με την καμπύλη λειτουργίας του συστήματος. Ένας ανεμιστήρας με προς τα εμπρός καμπύλωση μπορεί να είναι κατάλληλος για χαμηλή πίεση, υψηλή παροχή και περιορισμένο χώρο. Ένας ανεμιστήρας με προς τα πίσω καμπύλωση είναι συχνά η καλύτερη επιλογή για φίλτρα, πηνία, μακριές αεραγωγούς και μεταβλητή παροχή αέρα. Οι ηλεκτρονικά ελεγχόμενοι (EC) κινητήρες προσθέτουν ένα επιπλέον επίπεδο, καθώς η ταχύτητα μπορεί να ρυθμιστεί για διατήρηση της παροχής καθώς τα φίλτρα φράσσονται. Αυτός ο έλεγχος λειτουργεί μόνο εάν ο τροχός διαθέτει επαρκή περιθώριο πίεσης. Οι αγοραστές θα πρέπει να ζητούν την πραγματική καμπύλη λειτουργίας του ανεμιστήρα, όχι απλώς ένα μοναδικό σημείο. Η Fanova ασχολείται με τον σχεδιασμό και την κατασκευή EC ανεμιστήρων από το 2003, με δυνατότητες σε ανεμιστήρες κεντροφύγου, άξονα και βύθισης. Η διαφορά μεταξύ ανεμιστήρων με προς τα εμπρός και προς τα πίσω καμπύλωση είναι εύκολο να διακριθεί σε ένα σχέδιο. Οι συνέπειες εμφανίζονται στην παροχή αέρα, τον θόρυβο και τη συντήρηση μετά την εκκίνηση του συστήματος.