В чём разница между вентиляторами с загнутыми вперёд и загнутыми назад лопатками?

Угол лопасти раскрывает большую часть картины

Вентиляторы с загнутыми вперёд и загнутыми назад лопастями — оба типа относятся к центробежным машинам. Воздух поступает в центральное отверстие и выходит радиально. Различие начинается на концах лопастей. Лопасти с загибом вперёд наклонены в направлении вращения. Лопасти с загибом назад наклонены противоположно направлению вращения. Этот единственный геометрический выбор влияет на давление, расход воздуха, КПД, уровень шума и способность колеса справляться с пылью. Колёса с загнутыми вперёд лопастями обычно имеют много мелких лопастей и работают на более низких скоростях при заданном расходе воздуха. Колёса с загнутыми назад лопастями имеют меньше, но более глубоких лопастей и могут вращаться быстрее, не теряя устойчивости.

Как колёса с загнутыми вперёд лопастями обеспечивают большой расход воздуха в компактном корпусе

Переднезагнутое рабочее колесо, часто называемое «беличьей клеткой», имеет множество лопаток, расположенных по небольшому диаметру. Оно способно обеспечивать высокий расход воздуха при низком статическом давлении. Поэтому такие вентиляторы широко применяются в фанкойлах, небольших воздушных теплообменниках и компактных вентиляционных блоках. Проходные каналы между лопатками узкие, поэтому пыль и жир могут накапливаться в них. При загрязнении колеса нарушается балансировка, а уровень вибрации возрастает. Эффективность умеренная по сравнению с вентиляторами с загнутыми назад лопатками, особенно при более высоком давлении. Угол изгиба лопаток крутой, поэтому даже незначительные изменения давления вызывают существенные изменения расхода воздуха.

Почему вентиляторы с загнутыми назад лопатками предпочтительны в системах с канальной разводкой и повышенным давлением

Лопатки с обратной кривизной лучше справляются со статическим давлением. Они частично самоочищаются, поскольку частицы склонны покидать поверхность лопаток, а не прилипать к ним. Меньшее количество лопаток означает более широкие проходы и меньшую вероятность засорения. Пик эффективности выше и шире — это важно при загрузке фильтров или перемещении заслонок. Такие рабочие колёса могут вращаться с более высокими окружными скоростями, поэтому колесо меньшего диаметра может выполнять ту же работу, что и колесо большего диаметра с прямой кривизной лопаток. Компромисс заключается в более высокой стоимости и повышенной чувствительности к потоку вне расчётного режима. При очень низком давлении колесо с прямой кривизной лопаток может оказаться более дешёвым решением.

Шум и вибрация проявляют различное поведение в зависимости от типа рабочего колеса

Шум — это не просто цифра. У него есть характер. Рабочие колёса с загнутыми вперёд лопатками часто создают широкий спектр звука с высокой частотой, поскольку большое количество лопаток проходит мимо кромки корпуса. Рабочие колёса с загнутыми назад лопатками, как правило, издают звук более низкого тона и с более плавным спектром. Эта разница имеет значение при применении в больницах, офисах и системах вентиляции жилых зданий. Вибрация также различается. Рабочее колесо с загнутыми вперёд лопатками и большим числом лопаток может быстро потерять баланс при неравномерном накоплении пыли. Рабочее колесо с загнутыми назад лопатками более устойчиво к таким нарушениям, однако оно всё же может подвергаться резонансу при неправильном креплении или несоответствии характеристик воздуховодной системы. Стандарты AMCA 210 и ISO 5801 определяют лабораторные методы испытаний по расходу воздуха и давлению, поэтому для сравнения следует использовать одинаковые условия испытаний. Вентилятор, демонстрирующий хорошие показатели на графике производительности при свободном выбросе, может вести себя иначе при статическом давлении 600 Па.

Модернизация системы обработки воздуха в больнице, которая выявила недостаток давления

Во время модернизации изоляционного отделения больницы в Цзянсу в 2022 году существующие установки обработки воздуха оснащались центробежными вентиляторами с загнутыми вперёд лопатками. После усовершенствования мер по контролю инфекций проект потребовал увеличения числа ступеней фильтрации и удлинения воздуховодов. После установки новых HEPA-фильтров статическое давление возросло. Колёса с загнутыми вперёд лопатками сместились в область крутого участка их характеристики и потеряли производительность по объёму воздуха. Замена их на электронно-коммутируемые (EC) вставные вентиляторы с загнутыми назад лопатками восстановила расчётный расход воздуха при повышенном давлении. Кроме того, колёса с загнутыми назад лопатками лучше справлялись с пылью на участке предварительной фильтрации. Однако выявилось одно ограничение: для вентиляторов с загнутыми назад лопатками требовались иная конструкция крепления двигателя и более крупный спиральный корпус, поэтому пришлось модифицировать шкаф. Вывод прост: выбор между колёсами с загнутыми вперёд и загнутыми назад лопатками не означает, что один тип универсально лучше другого. Речь идёт о согласовании характеристик колеса с характеристикой всей системы.

Согласование колеса с рабочей точкой, а не с заголовком в каталоге

Выбор начинается с характеристики системы. Вентилятор с загнутыми вперёд лопатками может быть хорошим решением для условий низкого давления, высокого расхода воздуха и ограниченного пространства. Вентилятор с загнутыми назад лопатками зачастую предпочтительнее при использовании фильтров, теплообменников, длинных воздуховодов и систем переменного объёма воздуха. Электродвигатели постоянного тока (EC) добавляют ещё один уровень гибкости, поскольку скорость вращения можно регулировать для поддержания постоянного расхода воздуха по мере засорения фильтров. Такое управление работает только при наличии достаточного запаса давления на рабочем колесе. Покупателям следует запрашивать полную характеристику вентилятора, а не отдельную точку на графике. Компания Fanova занимается проектированием и производством вентиляторов с электродвигателями постоянного тока с 2003 года и обладает компетенциями в области центробежных, осевых и спиральных вентиляторов. Различие между вентиляторами с загнутыми вперёд и загнутыми назад лопатками легко увидеть на чертеже. Последствия этого различия проявляются в расходе воздуха, уровне шума и трудоёмкости технического обслуживания после ввода системы в эксплуатацию.