Divus izplatītākos ventilatoru veidus, ko izmanto ēku inženierkomunikācijās gaisa vadu sistēmās, vispārīgi sauc par centrbēdzes un aksiālajiem ventilatoriem – nosaukums cēlies no gaisa plūsmas virziena, kas nosaka caur ventilatoru. Šie divi veidi paši ir iedalīti vairākos apakštipos, kas ir izstrādāti, lai nodrošinātu noteiktas tilpuma plūsmas/spiediena īpašības, kā arī citas ekspluatācijas īpašības (tostarp izmēru, troksni, vibrāciju, tīrāmību, apkopes vieglumu un izturību).

---

1. tabula: ASV un Eiropā publicētie maksimālās ventilatoru efektivitātes dati ventilatoriem, kuru diametrs pārsniedz 600 mm

---

Daži no biežāk sastopamajiem HVAC izmantotajiem ventilatoru veidiem ir uzskaitīti 1. tabulā kopā ar indikatīvām maksimālās efektivitātes vērtībām, kas apkopotas1 no datiem, ko publicējuši vairāki ASV un Eiropas ražotāji. Papildus tiem pēdējos gados arvien lielāku popularitāti ir ieguvuši "spraudņa" ventilatori (kas patiesībā ir centrbēdzes ventilatora variants).

---

1. attēls: Vispārīgas ventilatoru līknes. Reāli ventilatori var ievērojami atšķirties no šīm vienkāršotajām līknēm.

---

Raksturīgās ventilatoru līknes ir parādītas 1. attēlā. Tās ir pārspīlētas, idealizētas līknes, un reāli ventilatori var no tām atšķirties; tomēr tiem, visticamāk, būs līdzīgas īpašības. Tas ietver nestabilitātes zonas, kas rodas svārstību dēļ, kur ventilators var pārslēgties starp diviem iespējamiem plūsmas ātrumiem pie viena un tā paša spiediena vai ventilatora apstāšanās rezultātā (sk. Gaisa plūsmas kastes apstāšanās). Ražotājiem savā literatūrā jānorāda arī vēlamie “drošie” darba diapazoni.

Centrbēdzes ventilatori

Centrbēdzes ventilatoros gaiss ieplūst lāpstiņritenī pa tā asi un pēc tam centrbēdzes kustības rezultātā tiek izvadīts radiāli no lāpstiņriteņa. Šie ventilatori spēj radīt gan augstu spiedienu, gan lielu tilpuma plūsmas ātrumu. Lielākā daļa tradicionālo centrbēdzes ventilatoru ir ievietoti spirālveida korpusā (kā parādīts 2. attēlā), kas virza kustīgo gaisu un efektīvi pārveido kinētisko enerģiju statiskajā spiedienā. Lai pārvietotu vairāk gaisa, ventilatoru var konstruēt ar "dubultplatuma dubultās ieplūdes" lāpstiņriteni, kas ļauj gaisam ieplūst abās korpusa pusēs.

---

2. attēls: Centrbēdzes ventilators spirālveida korpusā ar atpakaļ slīpu lāpstiņriteni

---

Lāpstiņriteni var veidot dažādas lāpstiņu formas, galvenie veidi ir uz priekšu izliektas un atpakaļ izliektas lāpstiņas. Lāpstiņas forma noteiks tā veiktspēju, potenciālo efektivitāti un raksturīgās ventilatora līknes formu. Citi faktori, kas ietekmēs ventilatora efektivitāti, ir lāpstiņriteņa platums, atstarpe starp ieplūdes konusu un rotējošo lāpstiņriteni, kā arī laukums, ko izmanto gaisa izvadīšanai no ventilatora (tā sauktā "izplūšanas zona").

Šāda veida ventilatorus tradicionāli darbina motors ar siksnas un skriemeļa izvietojumu. Tomēr, uzlabojoties elektroniskajām ātruma regulatoriem un palielinoties elektroniski komutējamo (“EC” jeb bezsuku) motoru pieejamībai, arvien biežāk tiek izmantotas tiešās piedziņas. Tas ne tikai novērš siksnas piedziņai raksturīgo neefektivitāti (kas var būt no 2% līdz vairāk nekā 10% atkarībā no apkopes2), bet arī, visticamāk, samazinās vibrāciju, samazinās apkopi (mazāk gultņu un tīrīšanas prasību) un padarīs mezglu kompaktāku.

Atpakaļ izliekti centrbēdzes ventilatori

Atpakaļ izliektiem (vai "slīpiem") ventilatoriem raksturīgas lāpstiņas, kas ir noliektas prom no griešanās virziena. Izmantojot aerodinamiskās profila lāpstiņas, kā parādīts 3. attēlā, vai ar vienkāršām lāpstiņām trīs dimensijās, tie var sasniegt efektivitāti aptuveni 90%, un nedaudz mazāku, izmantojot vienkāršas izliektas lāpstiņas, un vēl mazāku, izmantojot vienkāršas plakanas plāksnes, atpakaļ slīpas lāpstiņas. Gaiss atstāj lāpstiņas galus ar relatīvi mazu ātrumu, tāpēc berzes zudumi korpusā ir mazi, un arī gaisa radītais troksnis ir zems. Tie var apstāties darbības līknes galējos punktos. Relatīvi platāki lāpstiņas nodrošinās vislielāko efektivitāti, un tajos var viegli izmantot ievērojamākas aerodinamiskās profila lāpstiņas. Tieviem lāpstiņām būs maza priekšrocība, izmantojot aerodinamiskās profilus, tāpēc tiem parasti tiek izmantotas plakanas plāksnes lāpstiņas. Atpakaļ izliekti ventilatori ir īpaši pazīstami ar spēju radīt augstu spiedienu apvienojumā ar zemu trokšņa līmeni, un tiem ir nepārslodzes jaudas raksturlielums – tas nozīmē, ka, samazinoties pretestībai sistēmā un palielinoties plūsmas ātrumam, samazināsies elektromotora patērētā jauda. Atpakaļliektu ventilatoru konstrukcija, visticamāk, ir izturīgāka un smagāka nekā mazāk efektīvie uz priekšu liektie ventilatori. Relatīvi lēnais gaisa ātrums pāri lāpstiņām var veicināt piesārņotāju (piemēram, putekļu un tauku) uzkrāšanos.

---

3. attēls: Centrbēdzes ventilatora lāpstiņriteņu ilustrācija

---

Uz priekšu izliekti centrbēdzes ventilatori

Uz priekšu izliektiem ventilatoriem raksturīgs liels skaits uz priekšu izliektu lāpstiņu. Tā kā tie parasti rada zemāku spiedienu, tie ir mazāki, vieglāki un lētāki nekā līdzvērtīgi ar atpakaļ izliektu ventilatoru darbināmi ventilatori. Kā parādīts 3. un 4. attēlā, šāda veida ventilatora lāpstiņritenim būs vairāk nekā 20 lāpstiņas, kuras var vienkārši izgatavot no vienas metāla loksnes. Uzlabota efektivitāte tiek panākta lielākos izmēros ar individuāli veidotām lāpstiņām. Gaiss iziet no lāpstiņu galiem ar lielu tangenciālo ātrumu, un šī kinētiskā enerģija korpusā ir jāpārveido statiskajā spiedienā – tas samazina efektivitāti. Tos parasti izmanto mazam līdz vidējam gaisa apjomam pie zema spiediena (parasti <1,5 kPa), un tiem ir relatīvi zema efektivitāte – zem 70%. Spirālveida korpuss ir īpaši svarīgs, lai sasniegtu vislabāko efektivitāti, jo gaiss iziet no lāpstiņu galiem ar lielu ātrumu un tiek izmantots, lai efektīvi pārvērstu kinētisko enerģiju statiskajā spiedienā. Tie darbojas ar mazu rotācijas ātrumu, un tāpēc mehāniski radītais trokšņa līmenis parasti ir mazāks nekā lielāka ātruma atpakaļ izliektiem ventilatoriem. Ventilatoram ir pārslodzes jaudas raksturlielums, darbojoties ar zemu sistēmas pretestību.

---

4. attēls: Uz priekšu izliekts centrbēdzes ventilators ar integrētu motoru

---

Šie ventilatori nav piemēroti, ja, piemēram, gaiss ir ļoti piesārņots ar putekļiem vai tajā ir iekļuvuši tauku pilieni.

---

5. attēls: Tiešās piedziņas ventilatora ar atpakaļ izliektām lāpstiņām piemērs

---

Radiālie centrbēdzes ventilatori ar lāpstiņām

Radiālā centrbēdzes ventilatora priekšrocība ir spēja pārvietot piesārņotas gaisa daļiņas augstā spiedienā (apmēram 10 kPa), taču, darbojoties lielā ātrumā, tas ir ļoti trokšņains un neefektīvs (<60%), tāpēc to nevajadzētu izmantot vispārējas nozīmes HVAC sistēmās. Tam ir arī pārslodzes jaudas raksturlielums — samazinoties sistēmas pretestībai (iespējams, atveroties tilpuma regulēšanas vārstiem), motora jauda palielināsies un atkarībā no motora izmēra tas var tikt "pārslogots".

Ventilatori ar kontaktdakšu

Šos speciāli izstrādātos centrbēdzes lāpstiņriteņus var nevis uzstādīt spirālveida korpusā, bet gan izmantot tieši gaisa apstrādes iekārtas korpusā (vai jebkurā gaisa vadā vai plenumā), un to sākotnējās izmaksas, visticamāk, būs zemākas nekā korpusā iebūvētiem centrbēdzes ventilatoriem. Pazīstami kā "plenuma", "spraudņa" vai vienkārši "bez korpusa" centrbēdzes ventilatori, tie var nodrošināt zināmas vietas priekšrocības, taču par darbības efektivitātes zuduma cenu (labākā efektivitāte ir līdzīga korpusā iebūvētiem uz priekšu izliektiem centrbēdzes ventilatoriem). Ventilatori iesūks gaisu caur ieplūdes konusu (tāpat kā korpusā iebūvēts ventilators), bet pēc tam izvadīs gaisu radiāli pa visu lāpstiņriteņa 360° ārējo perimetru. Tie var nodrošināt lielu izejas savienojumu elastību (no plenuma), kas nozīmē, ka gaisa vados var būt mazāka nepieciešamība pēc blakus esošiem līkumiem vai asām pārejām, kas paši par sevi palielinātu sistēmas spiediena kritumu (un līdz ar to papildu ventilatora jaudu). Kopējo sistēmas efektivitāti var uzlabot, izmantojot ieplūdes atveres gaisa vados, kas iziet no plenuma. Viena no aizdedzes ventilatora priekšrocībām ir tā uzlabotā akustiskā veiktspēja, kas lielā mērā izriet no skaņas absorbcijas gaisa plūsmā un "tiešas redzamības" ceļu trūkuma no lāpstiņriteņa līdz gaisa vada atverei. Efektivitāte būs ļoti atkarīga no ventilatora atrašanās vietas gaisa plūsmā un ventilatora attiecības ar tā izeju – gaisa plūsmā esošā gaisa kinētiskās enerģijas pārveidošanai un tādējādi statiskā spiediena palielināšanai. Būtiski atšķirīga veiktspēja un atšķirīga darbības stabilitāte būs atkarīga no lāpstiņriteņa veida – jauktas plūsmas lāpstiņriteņi (nodrošinot radiālās un aksiālās plūsmas kombināciju) ir izmantoti, lai pārvarētu plūsmas problēmas, kas rodas spēcīgā radiālā gaisa plūsmas modeļa dēļ, ko rada vienkārši centrbēdzes lāpstiņriteņi3.

Mazākām iekārtām to kompakto konstrukciju bieži papildina viegli vadāmi EC motori.

Aksiālie ventilatori

Aksiālās plūsmas ventilatoros gaiss plūst caur ventilatoru pa griešanās asi (kā parādīts vienkāršajā cauruļveida aksiālajā ventilatorā 6. attēlā) – spiedienu rada aerodinamiskais celtspēja (līdzīgi kā lidmašīnas spārnā). Tie var būt salīdzinoši kompakti, lēti un viegli, īpaši piemēroti gaisa pārvietošanai pret relatīvi zemu spiedienu, tāpēc tos bieži izmanto nosūces sistēmās, kur spiediena kritumi ir mazāki nekā pieplūdes sistēmās – pieplūdē parasti ietilpst visu gaisa kondicionēšanas komponentu spiediena kritums gaisa apstrādes iekārtā. Kad gaiss iziet no vienkārša aksiālā ventilatora, tas virpuļos rotācijas dēļ, kas tiek novadīts cauri lāpstiņritenim – ventilatora darbību var ievērojami uzlabot, izmantojot lejupvērstas virzošās lāpstiņas, lai atgūtu virpuli, kā tas ir 7. attēlā redzamajā lāpstiņu aksiālajā ventilatorā. Aksiālā ventilatora efektivitāti ietekmē lāpstiņas forma, attālums starp lāpstiņas galu un apkārtējo korpusu, kā arī virpuļa atgūšana. Lāpstiņas slīpumu var mainīt, lai efektīvi mainītu ventilatora jaudu. Mainot aksiālo ventilatoru griešanās virzienu, var mainīt arī gaisa plūsmas virzienu, lai gan ventilators būs konstruēts tā, lai darbotos galvenajā virzienā.

---

6. attēls: Caurules aksiālās plūsmas ventilators

---

Aksiālo ventilatoru raksturlīknei ir apstāšanās zona, kas var padarīt tos nepiemērotus sistēmām ar ļoti mainīgiem darbības apstākļiem, lai gan tiem ir priekšrocība - jaudas raksturlīkne bez pārslodzes.

---

7. attēls: Lāpstiņu aksiālais plūsmas ventilators

---

Aksiālie lāpstiņu ventilatori var būt tikpat efektīvi kā atpakaļ izliekti centrbēdzes ventilatori un spēj radīt lielu plūsmu pie saprātīga spiediena (parasti aptuveni 2 kPa), lai gan tie, visticamāk, radīs lielāku troksni.

Jauktās plūsmas ventilators ir aksiālā ventilatora tālāka attīstība, un, kā parādīts 8. attēlā, tam ir koniskas formas lāpstiņritenis, kur gaiss tiek radiāli iesūkts caur izplešanās kanāliem un pēc tam aksiāli izvadīts caur iztaisnošanas vadotnēm. Apvienotā darbība var radīt daudz augstāku spiedienu nekā citi aksiālās plūsmas ventilatori. Efektivitāte un trokšņa līmenis var būt līdzīgs atpakaļejošas līknes centrbēdzes ventilatoram.

---

8. attēls: Jauktas plūsmas iebūvētais ventilators

---

Ventilatora uzstādīšana

Centienus nodrošināt efektīvu ventilatora risinājumu var nopietni apdraudēt ventilatora un vietējo gaisa kanālu savstarpējā saistība.

---

Publicēšanas laiks: 2022. gada 7. janvāris