U području opreme za ventilaciju, poprečni i centrifugalni ventilatori su dvije uobičajene vrste ventilatora, koje igraju značajnu ulogu u različitim scenarijima kao što su industrijska proizvodnja, kućanski aparati i komercijalne zgrade. Iako oba preuzimaju zadatak transporta gasa, zbog razlika u principima rada i konstrukcijskim projektima, postoje značajne razlike u parametrima performansi i scenarijima primene.
1. Princip rada
Thepoprečni ventilator, takođe poznat kao tangencijalni ventilator, ima jedinstven princip rada da vazduh dva puta prolazi kroz impeler. Njegovo impeler je općenito s više lopatica i dugog cilindričnog oblika, bez prednjih i stražnjih diskova. Kada se rotor rotira, protok zraka ulazi u rešetku lopatica iz otvorenog dijela impelera, prolazi kroz unutrašnjost impelera i ispušta se s druge strane rešetke lopatica, formirajući kretanje zraka kroz impeler, baš kao što voda teče kroz cijev za vodu. Ovaj poseban režim rada omogućava mu da generiše ravnomeran i ravan protok vazduha.
Princip rada acentrifugalni ventilatorzasniva se na centrifugalnoj sili. Radno kolo ventilatora se vrti velikom brzinom koju pokreće električni motor. Plin koji ispunjava kanale lopatice izbacuje se iz središta impelera do vanjskog ruba impelera pod djelovanjem centrifugalne sile, tlak raste, te napušta impeler velikom brzinom i ulazi u spiralu. U spirali, plin usporava kako se kanal protoka postepeno širi, a dio njegove kinetičke energije se pretvara u energiju statičkog pritiska. Na kraju se tangencijalno ispušta iz ventilatora. Kada se gas iz radnog kola isprazni, stvara se negativan pritisak u sredini radnog kola. Pod dejstvom atmosferskog pritiska, spoljni gas ulazi u impeler i neprekidno prenosi gas.
2. Parametri performansi
A. Zapremina vazduha: Zapremina vazduha se odnosi na zapreminu gasa koju prenosi ventilator unutar jedinice vremena, a jedinica je obično kubni metri na sat (m³/h). Zbog svojih strukturnih karakteristika, ventilator s poprečnim protokom ima ujednačenu distribuciju zraka i može stvoriti veliku količinu zraka. Međutim, opseg zapremine vazduha jednog ventilatora je obično relativno mali. Volumen zraka ventilatora s poprečnim protokom koji se obično koristi u unutrašnjim jedinicama kućnih klima uređaja je uglavnom između 300 i 1500 m³/h. Opseg zapremine vazduha kod centrifugalnih ventilatora je mnogo širi. Količina zraka malih centrifugalnih ventilatora može biti samo nekoliko desetina kubnih metara na sat, dok ona velikih industrijskih centrifugalnih ventilatora može doseći nekoliko stotina hiljada kubnih metara na sat.
b. Pritisak vjetra: Pritisak vjetra se koristi za mjerenje sposobnosti ventilatora da savlada otpor, pri čemu je jedinica PASCAL (Pa). Pritisak vjetra ventilatora s poprečnim protokom je relativno nizak, općenito se kreće od desetina do stotina paskala. To je zato što njegov jedinstveni obrazac kretanja protoka vazduha uzrokuje značajan gubitak energije tokom procesa strujanja gasa. Centrifugalni ventilatori imaju očigledne prednosti u stvaranju vazdušnog pritiska i mogu proizvesti relativno visok vazdušni pritisak. Opseg vazdušnog pritiska centrifugalnih ventilatora srednjeg i niskog pritiska je generalno 98 do 1470Pa, dok centrifugalni ventilatori visokog pritiska mogu da pređu 3000Pa. Pogodni su za ventilacione sisteme koji moraju da savladaju značajan otpor.
c. Brzina rotacije: Brzina rotacije se odnosi na broj rotacija radnog kola ventilatora u minuti, pri čemu je jedinica broj okretaja u minuti (r/min). Kako bi se osigurala stabilnost i ujednačenost protoka zraka, brzina rotacije ventilatora s poprečnim protokom je relativno niska, općenito se kreće od 800 do 2000 o/min. Raspon brzine rotacije centrifugalnih ventilatora je relativno širok. Brzina rotacije malih centrifugalnih ventilatora može biti između 1000 i 3000 o/min, dok veliki centrifugalni ventilatori, zbog svoje veće veličine, imaju relativno niže brzine rotacije kako bi se osigurala radna stabilnost, oko nekoliko stotina okretaja u minuti.
d. Efikasnost: Efikasnost ventilatora odražava njegovu sposobnost da pretvara ulaznu snagu u efektivnu snagu. Uopšteno govoreći, centrifugalni ventilatori imaju relativno visoku efikasnost u projektnim uslovima, dostižući 70% do 90%, što se pripisuje njihovom relativno zrelom dizajnu i stabilnom režimu kretanja protoka vazduha. Zbog složenog protoka zraka unutar radnog kola, poprečni ventilatori trpe značajan gubitak energije i imaju relativno nisku efikasnost, obično u rasponu od 30% do 60%.
3. Scenariji aplikacije
Zbog karakteristika velike zapremine vazduha, ujednačenog protoka vazduha i kompaktne strukture ventilatora sa poprečnim protokom, oni se široko koriste u kućnim aparatima, kao što su unutrašnje jedinice klima uređaja, vazdušne zavese i ventilatori toplog vazduha. U unutrašnjoj jedinici klima uređaja, poprečni ventilator može ravnomjerno izduvati hladni zrak koji stvara isparivač, postižući cirkulaciju unutrašnjeg zraka i regulaciju temperature. Vazdušna zavjesa može formirati jednoliku zračnu zavjesu korištenjem ventilatora s poprečnim protokom, efikasno blokirajući razmjenu hladnog i toplog zraka između unutrašnjeg i vanjskog, i igrajući ulogu u očuvanju energije i izolaciji prašine.
Centrifugalni ventilatori, sa svojim prednostima visokog pritiska vazduha i širokog opsega zapremine vazduha, zauzimaju važno mesto u oblastima kao što su industrijska ventilacija, sistemi klimatizacije i oprema za uklanjanje prašine. U industrijskim postrojenjima, centrifugalni ventilatori se koriste za uklanjanje štetnih plinova i prašine kako bi se osigurala kvaliteta zraka unutar postrojenja. U velikim centralnim sistemima za klimatizaciju, centrifugalni ventilatori mogu savladati otpor cevovoda i postići transport vazduha na velike udaljenosti. U opremi za uklanjanje prašine, centrifugalni ventilator osigurava dovoljan pritisak zraka kako bi prašnjavi plin mogao proći kroz uređaj za uklanjanje prašine, postižući odvajanje prašine i plina.
4. Prednosti i nedostaci
Prednosti unakrsnih ventilatora: Kompaktna struktura i mali prostor; Protok vazduha je ujednačen i može formirati ravan protok vazduha, što ga čini pogodnim za prilike sa visokim zahtevima za ujednačenost protoka vazduha. Buka pri radu je relativno niska, što ga čini pogodnim za kućnu upotrebu i okruženja osjetljiva na buku.
Nedostaci ventilatora sa poprečnim protokom: Imaju relativno nizak vazdušni pritisak i nisu pogodni za transport na velike udaljenosti ili situacije u kojima je potrebno savladati značajan otpor. Efikasnost je relativno niska, a potrošnja energije velika. Količina vazduha jednog ventilatora je ograničena i teško je zadovoljiti zahteve velike zapremine vazduha i visokog vazdušnog pritiska.
Prednosti centrifugalnih ventilatora: Visok pritisak vazduha, sposoban da savlada značajan otpor i postigne transport gasa na velike udaljenosti. Raspon zapremine vazduha je širok, što može zadovoljiti zahteve ventilacije različitih razmera. Ima visoku efikasnost i dobar efekat uštede energije. Tehnologija je zrela, sa bogatom paletom proizvoda i jakom selektivnošću.
Nedostaci centrifugalnih ventilatora: relativno složena struktura, veliki volumen i zauzimaju puno prostora. Buka je relativno visoka tokom rada i potrebno je poduzeti mjere zvučne izolacije. Cijena je relativno visoka, posebno za velike centrifugalne ventilatore visokog pritiska.
