Hai loại quạt phổ biến được sử dụng trong các dịch vụ xây dựng cho hệ thống ống dẫn thường được gọi chung là quạt ly tâm và quạt hướng trục – cái tên bắt nguồn từ hướng xác định của luồng không khí đi qua quạt. Hai loại này được chia thành một số loại phụ đã được phát triển để cung cấp các đặc tính lưu lượng/áp suất thể tích cụ thể, cũng như các thuộc tính vận hành khác (bao gồm kích thước, tiếng ồn, độ rung, khả năng làm sạch, khả năng bảo trì và độ bền).

---

Bảng 1: Dữ liệu hiệu suất quạt cao nhất được công bố của Hoa Kỳ và Châu Âu đối với quạt có đường kính >600mm

---

Một số loại quạt thường gặp hơn được sử dụng trong HVAC được liệt kê trong Bảng 1, cùng với hiệu suất cao nhất biểu thị đã được thu thập1 từ dữ liệu do nhiều nhà sản xuất Hoa Kỳ và Châu Âu công bố. Ngoài những loại này, quạt 'cắm' (thực ra là một biến thể của quạt ly tâm) ngày càng trở nên phổ biến trong những năm gần đây.

---

Hình 1: Đường cong quạt chung. Người hâm mộ thực sự có thể rất khác với những đường cong đơn giản hóa này

---

Các đường cong đặc trưng của quạt được thể hiện trong Hình 1. Đây là những đường cong phóng đại, lý tưởng hóa và quạt thật có thể khác với những đường cong này; tuy nhiên, chúng có khả năng thể hiện các thuộc tính tương tự. Điều này bao gồm các khu vực không ổn định do săn bắn, trong đó quạt có thể chuyển đổi giữa hai lưu lượng có thể có ở cùng áp suất hoặc do hậu quả của việc quạt ngừng hoạt động (xem Hộp lưu lượng khí bị dừng). Các nhà sản xuất cũng nên xác định phạm vi làm việc 'an toàn' ưa thích trong tài liệu của họ.

Quạt ly tâm

Với quạt ly tâm, không khí đi vào bánh công tác dọc theo trục của nó, sau đó được thải ra theo hướng hướng tâm từ bánh công tác theo chuyển động ly tâm. Những quạt này có khả năng tạo ra cả áp suất cao và lưu lượng lớn. Phần lớn quạt ly tâm truyền thống được đặt trong vỏ dạng cuộn (như trong Hình 2) có tác dụng điều hướng không khí chuyển động và chuyển đổi động năng thành áp suất tĩnh một cách hiệu quả. Để di chuyển nhiều không khí hơn, quạt có thể được thiết kế với một cánh quạt có chiều rộng gấp đôi, cho phép không khí đi vào cả hai mặt của vỏ.

---

Hình 2: Quạt ly tâm dạng cuộn, có cánh quạt nghiêng về phía sau

---

Có một số hình dạng cánh quạt có thể tạo nên cánh quạt, trong đó các loại chính là cong về phía trước và cong về phía sau – hình dạng của cánh quạt sẽ quyết định hiệu suất, hiệu suất tiềm năng và hình dạng của đường cong đặc trưng của quạt. Các yếu tố khác sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của quạt là chiều rộng của bánh cánh quạt, khoảng trống giữa hình nón đầu vào và cánh quạt quay và khu vực sử dụng để xả không khí từ quạt (còn gọi là 'khu vực nổ') .

Loại quạt này theo truyền thống được dẫn động bằng động cơ có bố trí dây đai và ròng rọc. Tuy nhiên, với sự cải tiến trong điều khiển tốc độ điện tử và sự sẵn có ngày càng tăng của động cơ chuyển mạch điện tử ('EC' hoặc không chổi than), bộ truyền động trực tiếp ngày càng được sử dụng thường xuyên hơn. Điều này không chỉ loại bỏ sự kém hiệu quả vốn có của bộ truyền động dây đai (có thể từ 2% đến hơn 10%, tùy thuộc vào việc bảo trì2) mà còn có khả năng làm giảm độ rung, giảm bảo trì (ít vòng bi và yêu cầu làm sạch hơn) và giúp việc lắp ráp trở nên dễ dàng hơn. nhỏ gọn hơn.

Quạt ly tâm cong về phía sau

Quạt cong về phía sau (hoặc 'nghiêng') được đặc trưng bởi các cánh nghiêng ra khỏi hướng quay. Chúng có thể đạt hiệu suất tới 90% khi sử dụng các cánh cánh aerofoil, như trong Hình 3, hoặc với các cánh trơn có hình dạng ba chiều, và kém hơn một chút khi sử dụng các cánh cong trơn, và thấp hơn một chút khi sử dụng các cánh nghiêng về phía sau dạng tấm phẳng đơn giản. Không khí rời khỏi đầu cánh quạt ở vận tốc tương đối thấp, do đó tổn thất ma sát trong vỏ thấp và tiếng ồn do không khí tạo ra cũng thấp. Chúng có thể bị đình trệ ở các điểm cực trị của đường cong hoạt động. Các cánh quạt tương đối rộng hơn sẽ mang lại hiệu quả cao nhất và có thể dễ dàng sử dụng các cánh có hình dáng cánh máy bay chắc chắn hơn. Cánh quạt mỏng sẽ ít được hưởng lợi từ việc sử dụng cánh máy bay nên có xu hướng sử dụng các cánh dạng tấm phẳng. Quạt cong về phía sau được đặc biệt chú ý nhờ khả năng tạo ra áp suất cao kết hợp với độ ồn thấp và có đặc tính công suất không quá tải - điều này có nghĩa là khi điện trở trong hệ thống giảm và tốc độ dòng chảy tăng thì công suất do động cơ điện tiêu thụ sẽ giảm . Cấu trúc của quạt cong về phía sau có thể chắc chắn hơn và nặng hơn so với quạt cong về phía trước kém hiệu quả hơn. Vận tốc không khí tương đối chậm qua các cánh quạt có thể tạo điều kiện cho sự tích tụ các chất gây ô nhiễm (chẳng hạn như bụi và dầu mỡ).

---

Hình 3: Minh họa cánh quạt ly tâm

---

Quạt ly tâm cong về phía trước

Quạt cong về phía trước được đặc trưng bởi một số lượng lớn các cánh quạt cong về phía trước. Vì chúng thường tạo ra áp suất thấp hơn nên chúng nhỏ hơn, nhẹ hơn và rẻ hơn so với quạt cong ngược được cấp nguồn tương đương. Như được hiển thị trong Hình 3 và Hình 4, loại cánh quạt này sẽ bao gồm hơn 20 cánh quạt có thể đơn giản như được tạo thành từ một tấm kim loại duy nhất. Hiệu quả được cải thiện đạt được ở kích thước lớn hơn với các lưỡi được tạo hình riêng lẻ. Không khí rời khỏi đầu cánh quạt với vận tốc tiếp tuyến cao và động năng này phải được chuyển đổi thành áp suất tĩnh trong vỏ – điều này làm giảm hiệu suất. Chúng thường được sử dụng cho thể tích không khí thấp đến trung bình ở áp suất thấp (thường <1,5kPa) và có hiệu suất tương đối thấp dưới 70%. Vỏ cuộn đặc biệt quan trọng để đạt được hiệu quả tốt nhất, vì không khí rời khỏi đầu cánh quạt với tốc độ cao và được sử dụng để chuyển đổi động năng thành áp suất tĩnh một cách hiệu quả. Chúng chạy ở tốc độ quay thấp và do đó, độ ồn cơ học tạo ra có xu hướng thấp hơn so với quạt cong ngược tốc độ cao hơn. Quạt có đặc tính công suất quá tải khi hoạt động với điện trở hệ thống thấp.

---

Hình 4: Quạt ly tâm cong phía trước có động cơ tích hợp

---

Những chiếc quạt này không thích hợp ở những nơi, chẳng hạn như không khí bị nhiễm bụi nặng hoặc có các giọt dầu mỡ cuốn theo.

---

Hình 5: Ví dụ về quạt cắm truyền động trực tiếp có cánh cong về phía sau

---

Quạt ly tâm cánh hướng tâm

Quạt ly tâm cánh hướng tâm có ưu điểm là có thể di chuyển các hạt không khí bị ô nhiễm và ở áp suất cao (khoảng 10kPa) nhưng chạy ở tốc độ cao nên rất ồn và kém hiệu quả (<60%) nên không nên sử dụng. được sử dụng cho mục đích chung HVAC. Nó cũng có đặc tính công suất quá tải – khi điện trở của hệ thống giảm (có thể do bộ giảm chấn điều khiển âm lượng mở), công suất động cơ sẽ tăng và tùy thuộc vào kích thước động cơ, có thể có khả năng 'quá tải'.

Cắm quạt

Thay vì được gắn trong vỏ cuộn, các cánh quạt ly tâm được thiết kế chuyên dụng này có thể được sử dụng trực tiếp trong vỏ của bộ phận xử lý không khí (hoặc thực tế là trong bất kỳ ống dẫn hoặc ống thông gió nào) và chi phí ban đầu của chúng có thể thấp hơn. đặt quạt ly tâm. Được biết đến với tên gọi quạt ly tâm 'plenum', 'plug' hoặc đơn giản là 'không có vỏ', những loại này có thể mang lại một số lợi thế về không gian nhưng lại làm mất hiệu quả vận hành (với hiệu suất tốt nhất tương tự như hiệu suất của quạt ly tâm cong phía trước đặt trong). Quạt sẽ hút không khí qua hình nón đầu vào (giống như quạt đặt trong nhà) nhưng sau đó xả không khí xuyên tâm xung quanh toàn bộ chu vi bên ngoài 360° của cánh quạt. Chúng có thể mang lại sự linh hoạt cao cho các kết nối đầu ra (từ hệ thống thông gió), nghĩa là có thể ít cần các đoạn uốn cong liền kề hoặc chuyển tiếp đột ngột trong hệ thống ống dẫn mà chính chúng sẽ làm tăng thêm áp suất giảm của hệ thống (và do đó, tăng thêm công suất quạt). Hiệu suất tổng thể của hệ thống có thể được cải thiện bằng cách sử dụng các lối vào miệng chuông dẫn vào các ống dẫn ra khỏi hội nghị. Một trong những lợi ích của quạt cắm là hiệu suất âm thanh được cải thiện, phần lớn là do sự hấp thụ âm thanh trong khoang thông gió và không có đường dẫn 'nhìn trực tiếp' từ cánh quạt vào miệng ống dẫn. Hiệu suất sẽ phụ thuộc rất nhiều vào vị trí của quạt trong khoang thông gió và mối quan hệ của quạt với đầu ra của nó – khoang thông gió được sử dụng để chuyển đổi động năng trong không khí và do đó làm tăng áp suất tĩnh. Hiệu suất khác nhau đáng kể và độ ổn định vận hành khác nhau sẽ phụ thuộc vào loại cánh quạt – cánh quạt dòng hỗn hợp (cung cấp sự kết hợp giữa dòng hướng tâm và hướng trục) đã được sử dụng để khắc phục các vấn đề về dòng chảy do mô hình luồng không khí xuyên tâm mạnh được tạo ra bằng cách sử dụng cánh quạt ly tâm đơn giản3.

Đối với các thiết bị nhỏ hơn, thiết kế nhỏ gọn của chúng thường được bổ sung thông qua việc sử dụng động cơ EC có thể điều khiển dễ dàng.

Quạt hướng trục

Trong quạt hướng trục, không khí đi qua quạt theo trục quay (như thể hiện trong quạt hướng trục dạng ống đơn giản trên Hình 6) - áp suất được tạo ra bởi lực nâng khí động học (tương tự như cánh máy bay). Chúng có thể tương đối nhỏ gọn, chi phí thấp và nhẹ, đặc biệt phù hợp để di chuyển không khí với áp suất tương đối thấp, do đó thường được sử dụng trong các hệ thống chiết xuất nơi áp suất giảm thấp hơn hệ thống cung cấp - nguồn cung cấp thường bao gồm cả giảm áp suất của tất cả các máy điều hòa không khí các bộ phận trong bộ xử lý không khí. Khi không khí rời khỏi một quạt hướng trục đơn giản, nó sẽ bị xoáy do chuyển động quay truyền vào không khí khi nó đi qua cánh quạt – hiệu suất của quạt có thể được cải thiện đáng kể nhờ các cánh dẫn hướng xuôi dòng để phục hồi vòng xoáy, như trong cánh quạt quạt hướng trục được minh họa trong Hình 7. Hiệu suất của quạt hướng trục bị ảnh hưởng bởi hình dạng của cánh quạt, khoảng cách giữa đầu cánh quạt và vỏ xung quanh cũng như khả năng phục hồi xoáy. Cao độ của cánh quạt có thể được thay đổi để thay đổi công suất của quạt một cách hiệu quả. Bằng cách đảo ngược vòng quay của quạt hướng trục, luồng không khí cũng có thể được đảo ngược – mặc dù quạt sẽ được thiết kế để hoạt động theo hướng chính.

---

Hình 6: Một quạt hướng trục dạng ống

---

Đường cong đặc tính của quạt hướng trục có vùng dừng có thể khiến chúng không phù hợp với các hệ thống có phạm vi điều kiện vận hành rất khác nhau, mặc dù chúng có lợi ích là đặc tính công suất không quá tải.

---

Hình 7: Quạt hướng trục cánh gạt

---

Quạt hướng trục cánh gạt có thể hoạt động hiệu quả như quạt ly tâm cong ngược và có thể tạo ra dòng chảy cao ở áp suất hợp lý (thường khoảng 2kPa), mặc dù chúng có thể tạo ra nhiều tiếng ồn hơn.

Quạt dòng hỗn hợp là sự phát triển của quạt hướng trục và, như trong Hình 8, có một cánh quạt hình nón nơi không khí được hút hướng tâm qua các kênh giãn nở và sau đó đi theo hướng trục qua các cánh dẫn hướng làm thẳng. Hoạt động kết hợp có thể tạo ra áp suất cao hơn nhiều so với các loại quạt hướng trục khác. Hiệu suất và độ ồn có thể tương tự như quạt ly tâm đường cong ngược.

---

Hình 8: Quạt nội tuyến dòng hỗn hợp

---

Việc lắp đặt quạt

Những nỗ lực nhằm cung cấp giải pháp quạt hiệu quả có thể bị hủy hoại nghiêm trọng bởi mối quan hệ giữa quạt và đường ống dẫn khí cục bộ.

---

Thời gian đăng: Jan-07-2022