Hva er forskjellen mellom framover- og bakoverkrummede vifter?

Bladets vinkel forteller mest av historien

Framoverkrummede og bakoverkrummede ventilatorer er begge sentrifugalmaskiner. Lufta kommer inn gjennom øyet og forlater det radielt. Forskjellen starter ved bladspissen. Framoverkrummede blad lener seg i rotasjonsretningen. Bakoverkrummede blad lener seg bort fra rotasjonsretningen. Denne enkle geometriske valget endrer trykk, strømning, virkningsgrad, støy og hvordan hjulet håndterer støv. Framoverkrummede hjul har vanligvis mange grunne blad og kjører med lavere hastighet for en gitt strømningsmengde. Bakoverkrummede hjul har færre, dypere blad og kan rotere raskere uten å miste stabilitet.

Hvordan framoverkrummede hjul beveger mye luft i et lite volum

Et impeller med fremadkurvede blader, ofte kalt en ekornhjul, har mange blader plassert rundt en liten diameter. Det kan levere høy luftstrøm ved lav statisk trykkforskjell. Derfor brukes det ofte i viftekonvektorer, små luftbehandlingsaggregater og kompakte ventilasjonsbokser. Bladkanalene er smale, så støv og fett kan samle seg. Når hjulet blir skittent, forskyves balansen og vibrasjonen øker. Virkningsgraden er moderat sammenlignet med bakoverkurvede design, spesielt ved høyere trykk. Kurven er bratt, så små trykkendringer kan føre til store strømendringer.

Hvorfor bakoverkurvede vifter er bedre i kanalsystemer med høyere trykk

Blader med bakoverbøyde kanter håndterer statisk trykk bedre. De er delvis selvrensende, fordi partikler tenderer til å forlate bladoverflaten i stedet for å feste seg. Færre blader betyr bredere passasjer og mindre sjanse for tilstopping. Effektivitetsmaksimum er høyere og bredere, noe som er viktig når filtre blir belastet eller reguleringsskutter beveger seg. Disse hjulene kan kjøre med høyere spissfart, slik at en mindre diameter kan utføre samme oppgave som et større hjul med fremoverbøyde kanter. Kompromisset er kostnad og følsomhet for strømning utenfor designpunktet. Ved svært lavt trykk kan et hjul med fremoverbøyde kanter være den billigere valget.

Støy og vibrasjon oppfører seg annerledes for hver hjultype

Støy er ikke bare et tall. Den har et karakteristisk preg. Hjul med fremoverbøyde blader produserer ofte en bred, høyfrekvent lyd fordi mange blader passerer skjermingskanten. Hjul med bakoverbøyde blader har ofte en dypere tone og et jevnere spekter. Denne forskjellen er viktig i sykehus, kontorer og boligventilasjon. Vibrasjonen varierer også. Et hjul med fremoverbøyde blader og mange blader kan raskt miste balansen når støv samler seg uregelmessig. Et hjul med bakoverbøyde blader er mer tolererende, men kan likevel utvikle resonans hvis montering eller kanalsystem er feil. AMCA Standard 210 og ISO 5801 gir laboratoriemetoder for luftstrøm- og trykktesting, så sammenligninger bør bruke samme oppsett. En vifte som ser bra ut på en fri-luft-kurve kan oppføre seg annerledes ved 600 Pa.

En oppgradering av luftbehandlingsanlegget på et sykehus som avslørte trykk-gapet

Under en oppgradering i 2022 av en sykehusisolasjonsskranke i Jiangsu ble de eksisterende luftbehandlingsaggregatene utstyrt med sentrifugale vifte med kurvede blader som bøyer fremover. Utformingen krevede flere filtertrinn og lengre kanalstrekninger etter forbedringer av infeksjonskontrollen. Etter at de nye HEPA-filterne ble installert, økte den statiske trykkfallet. De fremoverkurvede hjulene beveget seg mot den brattere delen av deres ytelseskurve og mistet luftstrømmen. Ved å erstatte dem med EC-innpressvifter med bakoverkurvede hjul ble den beregnede luftstrømmen gjenopprettet ved det høyere trykket. De bakoverkurvede hjulene håndterte også støv bedre i forfilterseksjonen. En begrensning dukket imidlertid opp: De bakoverkurvede viftene krevede en annen motorfestemåte og et større spiralhus, slik at aggregatkabinettet måtte endres. Læren er enkel: Valget mellom fremoverkurvede og bakoverkurvede hjul handler ikke om at én type alltid er bedre enn den andre. Det handler om å tilpasse hjulet til systemets ytelseskurve.

Tilpass hjulet til driftspunktet, ikke til en katalogoverskrift

Utvalget starter med systemkurven. En fremoverkrummet vifte kan være et godt valg for lavt trykk, høy luftmengde og begrenset plass. En bakoverkrummet vifte er ofte det bedre valget for filtre, spoler, lange kanaler og variabel luftmengde. EC-motorer legger til et annet lag, fordi hastigheten kan styres for å opprettholde luftmengden når filtrene fylles. Denne kontrollen fungerer bare hvis impellern har tilstrekkelig trykkreserve. Kjøpere bør be om en ekte viftekurve, ikke bare ett enkelt punkt. Fanova har jobbet med EC-vifteutvikling og -produksjon siden 2003, med evner innen sentrifugale, aksiale og volutvifter. Forskjellen mellom fremoverkrummede og bakoverkrummede vifter er lett å se på en tegning. Konsekvensene viser seg i luftstrømmen, støyen og vedlikeholdet etter at systemet er i drift.