مراوح لأنظمة التهوية الأنبوبية
تبحث هذه الوحدة في مراوح الطرد المركزي والمحورية المستخدمة لأنظمة التهوية الأنبوبية وتأخذ في الاعتبار الجوانب المختارة ، بما في ذلك خصائصها وسماتها التشغيلية.
يُشار إلى نوعي المراوح الشائعين المستخدمَين في خدمات البناء للأنظمة الأنبوبية عمومًا باسم مراوح الطرد المركزي والمحورية - وهو الاسم المشتق من الاتجاه المحدد لتدفق الهواء عبر المروحة.يتم تقسيم هذين النوعين إلى عدد من الأنواع الفرعية التي تم تطويرها لتوفير خصائص تدفق / ضغط حجم معين ، بالإضافة إلى سمات تشغيلية أخرى (بما في ذلك الحجم والضوضاء والاهتزاز وقابلية التنظيف وقابلية الصيانة والمتانة).
الجدول 1: بيانات ذروة كفاءة المروحة المنشورة في الولايات المتحدة وأوروبا للمراوح التي يزيد قطرها عن 600 مم
يتم سرد بعض أنواع المراوح الأكثر شيوعًا المستخدمة في التدفئة والتهوية وتكييف الهواء في الجدول 1 ، جنبًا إلى جنب مع كفاءات الذروة الإرشادية التي تم جمعها 1 من البيانات المنشورة من قبل مجموعة من الشركات المصنعة الأمريكية والأوروبية.بالإضافة إلى ذلك ، شهدت مروحة "التوصيل" (التي تعد في الواقع نوعًا مختلفًا من مروحة الطرد المركزي) شعبية متزايدة في السنوات الأخيرة.
الشكل 1: منحنيات عامة للمروحة.يمكن أن يختلف المشجعون الحقيقيون بشكل كبير عن هذه المنحنيات المبسطة
منحنيات المروحة المميزة موضحة في الشكل 1. هذه منحنيات مبالغ فيها ومثالية ، وقد تختلف المراوح الحقيقية عن هذه المنحنيات ؛ومع ذلك ، فمن المحتمل أن تظهر سمات مماثلة.يتضمن ذلك مناطق عدم الاستقرار الناتجة عن الصيد ، حيث يمكن للمروحة أن تقلب بين اثنين من معدلات التدفق المحتملة عند نفس الضغط أو نتيجة توقف المروحة (انظر مربع توقف تدفق الهواء).يجب على المصنّعين أيضًا تحديد نطاقات العمل "الآمنة" المفضلة في أدبياتهم.
مراوح طرد مركزي
مع مراوح الطرد المركزي ، يدخل الهواء إلى المكره على طول محوره ، ثم يتم تفريغه شعاعيًا من المكره بحركة الطرد المركزي.هذه المراوح قادرة على توليد ضغوط عالية ومعدلات تدفق عالية الحجم.يتم وضع غالبية مراوح الطرد المركزي التقليدية في مبيت من النوع اللولبي (كما في الشكل 2) يعمل على توجيه الهواء المتحرك وتحويل الطاقة الحركية بكفاءة إلى ضغط ثابت.لتحريك المزيد من الهواء ، يمكن تصميم المروحة بدافع "مزدوج العرض ومدخل مزدوج" ، مما يسمح للهواء بالدخول على جانبي الغلاف.
الشكل 2: مروحة طرد مركزي في غلاف التمرير ، مع دافع مائل للخلف
هناك عدد من أشكال الشفرات التي يمكن أن تشكل المكره ، مع الأنواع الرئيسية منحنية للأمام ومنحنية للخلف - سيحدد شكل الشفرة أدائها وكفاءتها المحتملة وشكل منحنى المروحة المميز.العوامل الأخرى التي ستؤثر على كفاءة المروحة هي عرض عجلة المكره ، ومساحة الخلوص بين مخروط المدخل والمكره الدوارة ، والمنطقة المستخدمة لتفريغ الهواء من المروحة (ما يسمى بـ "منطقة الانفجار") .
يتم تشغيل هذا النوع من المروحة تقليديًا بواسطة محرك مزود بترتيب حزام وبكرة.ومع ذلك ، مع التحسن في أدوات التحكم في السرعة الإلكترونية وزيادة توافر المحركات التي يتم تبديلها إلكترونيًا ("EC" أو بدون فرش) ، أصبح استخدام المحركات المباشرة أكثر تواترًا.هذا لا يزيل فقط أوجه القصور الكامنة في محرك الحزام (قد يكون أي شيء من 2٪ إلى أكثر من 10٪ ، اعتمادًا على الصيانة 2) ولكن من المحتمل أيضًا أن يقلل الاهتزاز ويقلل الصيانة (محامل أقل ومتطلبات التنظيف) ويجعل التجميع أكثر إحكاما.
مراوح طرد مركزي منحنية للخلف
تتميز المراوح المنحنية للخلف (أو "المائلة") بشفرات تميل بعيدًا عن اتجاه الدوران.يمكن أن تصل إلى كفاءات تصل إلى 90٪ عند استخدام شفرات أيروفويل ، كما هو موضح في الشكل 3 ، أو مع شفرات عادية على شكل ثلاثة أبعاد ، وأقل قليلاً عند استخدام شفرات منحنية عادية ، وأقل مرة أخرى عند استخدام لوحة مسطحة بسيطة للشفرات المائلة للخلف.يترك الهواء أطراف الدافع بسرعة منخفضة نسبيًا ، وبالتالي فإن خسائر الاحتكاك داخل الغلاف منخفضة والضوضاء الناتجة عن الهواء منخفضة أيضًا.قد تتوقف عند أقصى منحنى التشغيل.ستوفر الدفاعات الأوسع نسبيًا أكبر قدر من الكفاءة ، ويمكنها بسهولة استخدام أكثر شفرات ملفوفة من نوع aerofoil.ستظهر الدفاعات الرفيعة فائدة قليلة من استخدام المراوح الهوائية لذا تميل إلى استخدام شفرات الألواح المسطحة.يتم ملاحظة المراوح المنحنية للخلف بشكل خاص لقدرتها على إنتاج ضغوط عالية مقترنة بضوضاء منخفضة ، ولها خاصية قدرة غير زائدة - وهذا يعني أنه مع انخفاض المقاومة في النظام وزيادة معدل التدفق ، ستقل الطاقة التي يسحبها المحرك الكهربائي .من المحتمل أن يكون بناء المراوح المنحنية للخلف أكثر قوة وأثقل من المروحة المنحنية الأمامية الأقل كفاءة.يمكن أن تسمح سرعة الهواء البطيئة نسبيًا للهواء عبر الشفرات بتراكم الملوثات (مثل الغبار والشحوم).
الشكل 3: رسم توضيحي لدفاعات مروحة الطرد المركزي
مراوح طرد مركزي منحنية إلى الأمام
تتميز المراوح المنحنية الأمامية بعدد كبير من الشفرات المنحنية الأمامية.نظرًا لأنها تنتج عادةً ضغوطًا أقل ، فهي أصغر وأخف وأرخص من المروحة المنحنية الخلفية المكافئة.كما هو مبين في الشكل 3 والشكل 4 ، سيشمل هذا النوع من المكره للمروحة أكثر من 20 ريشًا يمكن أن تكون بسيطة مثل تشكيلها من لوح معدني واحد.يتم الحصول على كفاءات محسنة بأحجام أكبر باستخدام شفرات فردية.يترك الهواء أطراف الشفرة بسرعة عرضية عالية ، ويجب تحويل هذه الطاقة الحركية إلى ضغط ثابت في الغلاف - وهذا ينتقص من الكفاءة.تُستخدم عادةً لأحجام الهواء المنخفضة إلى المتوسطة عند ضغط منخفض (عادةً أقل من 1.5 كيلو باسكال) ، ولها كفاءة منخفضة نسبيًا أقل من 70٪.يعتبر غلاف التمرير مهمًا بشكل خاص لتحقيق أفضل كفاءة ، حيث يترك الهواء طرف الشفرات بسرعة عالية ويستخدم لتحويل الطاقة الحركية إلى ضغط ثابت بشكل فعال.تعمل بسرعات دوران منخفضة ، وبالتالي ، تميل مستويات الضوضاء المتولدة ميكانيكيًا إلى أن تكون أقل من المراوح ذات السرعة العالية المنحنية للخلف.تتميز المروحة بقدرة التحميل الزائد عند التشغيل ضد مقاومة منخفضة للنظام.
الشكل 4: مروحة طرد مركزي منحنية إلى الأمام بمحرك متكامل
هذه المراوح غير مناسبة ، على سبيل المثال ، عندما يكون الهواء ملوثًا بشدة بالغبار أو يحمل قطرات شحوم محبوسة.
الشكل 5: مثال على مروحة سدادة مدفوعة مباشرة ذات ريش منحنية للخلف
مراوح طرد مركزي ذات نصل شعاعي
تتمتع مروحة الطرد المركزي ذات الشفرات الشعاعية بميزة القدرة على تحريك جزيئات الهواء الملوثة وفي ضغوط عالية (في حدود 10 كيلو باسكال) ولكنها تعمل بسرعات عالية ، فهي صاخبة جدًا وغير فعالة (<60٪) ولذا لا ينبغي أن تكون كذلك تستخدم للأغراض العامة HVAC.كما أنه يعاني من خاصية القدرة الزائدة - حيث تقل مقاومة النظام (ربما من خلال فتح مخمدات التحكم في مستوى الصوت) ، سترتفع قوة المحرك ، وربما `` زيادة التحميل '' ، اعتمادًا على حجم المحرك.
مراوح التوصيل
بدلاً من تركيبها في غلاف حلزوني ، يمكن استخدام دفاعات الطرد المركزي المصممة لهذا الغرض مباشرةً في غلاف وحدة مناولة الهواء (أو ، في الواقع ، في أي مجرى أو عمود) ، ومن المرجح أن تكون تكلفتها الأولية أقل من تضم مراوح طرد مركزي.تُعرف باسم مراوح الطرد المركزي 'plenum' أو 'plug' أو ببساطة 'unhoused' ، ويمكن أن توفر بعض مزايا المساحة ولكن على حساب كفاءة التشغيل المفقودة (مع تشابه أفضل الكفاءات مع مراوح الطرد المركزي المنحنية الأمامية).سوف تسحب المراوح الهواء للداخل من خلال مخروط المدخل (بنفس طريقة المروحة الموجودة) ولكن بعد ذلك تقوم بتفريغ الهواء شعاعيًا حول المحيط الخارجي 360 درجة للمروحة.يمكن أن توفر مرونة كبيرة في توصيلات المخرج (من القاعة الكاملة) ، مما يعني أنه قد تكون هناك حاجة أقل للانحناءات المجاورة أو التحولات الحادة في مجاري الهواء التي من شأنها أن تضيف إلى انخفاض ضغط النظام (وبالتالي ، طاقة مروحة إضافية).يمكن تحسين كفاءة النظام بشكل عام باستخدام مداخل فم الجرس للقنوات التي تغادر القاعة.تتمثل إحدى مزايا مروحة القابس في الأداء الصوتي المحسّن ، والذي ينتج بشكل كبير عن امتصاص الصوت داخل القاعة الكاملة ونقص مسارات "الرؤية المباشرة" من المكره إلى فم مجاري الهواء.ستعتمد الكفاءة بشكل كبير على موقع المروحة داخل القاعة المكتملة وعلاقة المروحة بمخرجها - يتم استخدام السعة الكاملة لتحويل الطاقة الحركية في الهواء وبالتالي زيادة الضغط الساكن.سيعتمد الأداء المختلف بشكل كبير واستقرار التشغيل المختلف على نوع المكره - تم استخدام دفاعات التدفق المختلط (التي توفر مزيجًا من التدفق الشعاعي والمحوري) للتغلب على مشاكل التدفق الناتجة عن نمط تدفق الهواء الشعاعي القوي الذي تم إنشاؤه باستخدام دفاعات الطرد المركزي البسيطة.
بالنسبة للوحدات الأصغر ، غالبًا ما يتم استكمال تصميمها المضغوط من خلال استخدام محركات EC يمكن التحكم فيها بسهولة.
مراوح محورية
في مراوح التدفق المحوري ، يمر الهواء عبر المروحة تماشياً مع محور الدوران (كما هو موضح في المروحة المحورية الأنبوبية البسيطة بالشكل 6) - الضغط الناتج عن الرفع الديناميكي الهوائي (على غرار جناح الطائرة).يمكن أن تكون مضغوطة نسبيًا ومنخفضة التكلفة وخفيفة الوزن ، وهي مناسبة بشكل خاص لتحريك الهواء مقابل ضغوط منخفضة نسبيًا ، لذلك يتم استخدامها بشكل متكرر في أنظمة الاستخراج حيث يكون انخفاض الضغط أقل من أنظمة الإمداد - الإمداد يشمل عادةً انخفاض الضغط لجميع أجهزة تكييف الهواء المكونات في وحدة مناولة الهواء.عندما يخرج الهواء من مروحة محورية بسيطة ، فإنه يدور بسبب الدوران الناتج عن الهواء أثناء مروره عبر المكره - يمكن تحسين أداء المروحة بشكل كبير عن طريق دوامات التوجيه لاستعادة الدوامة ، كما هو الحال في الريشة المروحة المحورية الموضحة في الشكل 7. تتأثر كفاءة المروحة المحورية بشكل الشفرة ، والمسافة بين طرف الشفرة والحالة المحيطة ، واستعادة الدوامة.يمكن تغيير ميل الشفرة لتغيير خرج المروحة بكفاءة.من خلال عكس دوران المراوح المحورية ، يمكن أيضًا عكس تدفق الهواء - على الرغم من تصميم المروحة للعمل في الاتجاه الرئيسي.
الشكل 6: مروحة التدفق المحوري الأنبوبية
يحتوي المنحنى المميز للمراوح المحورية على منطقة توقف يمكن أن تجعلها غير مناسبة للأنظمة ذات نطاق متنوع على نطاق واسع من ظروف التشغيل ، على الرغم من أنها تتمتع بخاصية عدم التحميل الزائد.
الشكل 7: مروحة تدفق محورية ريشة
يمكن أن تكون مراوح الريشة المحورية فعالة مثل مراوح الطرد المركزي المنحنية للخلف ، كما أنها قادرة على إنتاج تدفقات عالية عند ضغوط معقولة (عادة حوالي 2 كيلو باسكال) ، على الرغم من أنها من المحتمل أن تخلق المزيد من الضوضاء.
مروحة التدفق المختلط عبارة عن تطوير للمروحة المحورية ، وكما هو موضح في الشكل 8 ، لها دفاعة على شكل مخروطي حيث يتم سحب الهواء شعاعيًا عبر القنوات المتوسعة ثم يتم تمريره محوريًا من خلال دوارات توجيه الاستقامة.يمكن أن ينتج عن العمل المشترك ضغط أعلى بكثير مما هو ممكن مع مراوح التدفق المحوري الأخرى.يمكن أن تكون مستويات الكفاءة والضوضاء مماثلة لتلك الخاصة بمروحة الطرد المركزي ذات المنحنى الخلفي.
الشكل 8: مروحة مضمنة التدفق المختلط
تركيب المروحة
قد يتم تقويض الجهود المبذولة لتوفير حل فعال للمروحة بشدة بسبب العلاقة بين المروحة ومسارات مجاري الهواء المحلية.
الوقت ما بعد: يناير 07-2022