Fannijiet għal sistemi ta' ventilazzjoni bil-kanali
Dan il-modulu jħares lejn fannijiet ċentrifugali u assjali użati għal sistemi ta' ventilazzjoni bil-kanali u jikkunsidra aspetti magħżula, inklużi l-karatteristiċi u l-attributi operattivi tagħhom.
Iż-żewġ tipi komuni ta' fannijiet użati fis-servizzi tal-bini għal sistemi bil-kanali huma ġenerikament imsejħa fannijiet ċentrifugali u assjali – l-isem ġej mid-direzzjoni li tiddefinixxi l-fluss tal-arja mill-fann. Dawn iż-żewġ tipi huma nfushom maqsuma f'għadd ta' sottotipi li ġew żviluppati biex jipprovdu karatteristiċi partikolari ta' fluss/pressjoni tal-volum, kif ukoll attributi operattivi oħra (inklużi d-daqs, l-istorbju, il-vibrazzjoni, it-tindif, il-manutenzjoni u r-robustezza).
Tabella 1: Dejta ppubblikata fl-Istati Uniti u fl-Ewropa dwar l-effiċjenza massima tal-fannijiet għal fannijiet b'dijametru ta' >600mm
Xi wħud mit-tipi ta’ fannijiet li jintużaw l-aktar fl-HVAC huma elenkati fit-Tabella 1, flimkien ma’ effiċjenzi massimi indikattivi li nġabru1 minn dejta ppubblikata minn firxa ta’ manifatturi tal-Istati Uniti u tal-Ewropa. Minbarra dawn, il-fann ‘plug’ (li fil-fatt huwa varjant tal-fann ċentrifugali) ra popolarità dejjem tikber fis-snin riċenti.
Figura 1: Kurvi ġeneriċi tal-fann. Il-fannijiet reali jistgħu jvarjaw ħafna minn dawn il-kurvi simplifikati.
Il-kurvi karatteristiċi tal-fann huma murija fil-Figura 1. Dawn huma kurvi esaġerati u idealizzati, u l-fannijiet reali jistgħu jkunu differenti minn dawn; madankollu, x'aktarx li juru attributi simili. Dan jinkludi ż-żoni ta' instabbiltà li huma dovuti għall-kaċċa, fejn il-fann jista' jaqleb bejn żewġ rati ta' fluss possibbli bl-istess pressjoni jew bħala konsegwenza tal-waqfien tal-fann (ara l-kaxxa Waqfien tal-fluss tal-arja). Il-manifatturi għandhom jidentifikaw ukoll il-firxiet ta' ħidma 'sikuri' preferuti fil-letteratura tagħhom.
Fannijiet ċentrifugi
Bil-fannijiet ċentrifugali, l-arja tidħol fl-impeller tul l-assi tiegħu, imbagħad tiġi skarikata radjalment mill-impeller bil-moviment ċentrifugali. Dawn il-fannijiet huma kapaċi jiġġeneraw kemm pressjonijiet għoljin kif ukoll rati ta' fluss ta' volum għoli. Il-maġġoranza tal-fannijiet ċentrifugali tradizzjonali huma magħluqa f'kaxxa tat-tip scroll (bħal fil-Figura 2) li taġixxi biex tidderieġi l-arja li tiċċaqlaq u tikkonverti b'mod effiċjenti l-enerġija kinetika fi pressjoni statika. Biex iċċaqlaq aktar arja, il-fann jista' jiġi ddisinjat b'impeller 'double wisa' double inlet', li jippermetti li l-arja tidħol fuq iż-żewġ naħat tal-kaxxa.
Figura 2: Fann ċentrifugali f'kisi tal-iscroll, b'impeller inklinat lura
Hemm numru ta’ forom ta’ xfafar li jistgħu jiffurmaw l-impeller, bit-tipi ewlenin ikunu mgħawġa ’l quddiem u mgħawġa lura – il-forma tax-xafra tiddetermina l-prestazzjoni tagħha, l-effiċjenza potenzjali u l-forma tal-kurva karatteristika tal-fann. Il-fatturi l-oħra li jaffettwaw l-effiċjenza tal-fann huma l-wisa’ tar-rota tal-impeller, l-ispazju bejn il-kon tad-dħul u l-impeller li jdur, u ż-żona użata biex toħroġ l-arja mill-fann (l-hekk imsejħa ‘żona tal-isplużjoni’).
Dan it-tip ta’ fann tradizzjonalment kien immexxi minn mutur b’arranġament ta’ ċinturin u taljola. Madankollu, bit-titjib fil-kontrolli elettroniċi tal-veloċità u ż-żieda fid-disponibbiltà ta’ muturi b’kommutazzjoni elettronika ('EC' jew mingħajr brushes), id-drives diretti qed jintużaw aktar ta’ spiss. Dan mhux biss ineħħi l-ineffiċjenzi inerenti f’drive taċ-ċinturin (li jistgħu jkunu minn 2% sa aktar minn 10%, skont il-manutenzjoni2) iżda x’aktarx inaqqas ukoll il-vibrazzjoni, inaqqas il-manutenzjoni (inqas berings u rekwiżiti ta’ tindif) u jagħmel l-assemblaġġ aktar kompatt.
Fannijiet ċentrifugali mgħawġa lura
Fannijiet mgħawġa lura (jew 'inklinati') huma kkaratterizzati minn xfafar li jxaqilbu 'l bogħod mid-direzzjoni tar-rotazzjoni. Jistgħu jilħqu effiċjenzi ta' madwar 90% meta jużaw xfafar aerofoil, kif muri fil-Figura 3, jew b'xfafar sempliċi ffurmati fi tliet dimensjonijiet, u ftit inqas meta jużaw xfafar mgħawġa sempliċi, u inqas mill-ġdid meta jużaw xfafar sempliċi ċatti inklinati lura. L-arja toħroġ mill-ponot tal-impeller b'veloċità relattivament baxxa, għalhekk it-telf tal-frizzjoni fil-kisi huwa baxx u l-istorbju ġġenerat mill-arja huwa wkoll baxx. Jistgħu jieqfu fl-estremitajiet tal-kurva operattiva. Impellers relattivament usa' jipprovdu l-akbar effiċjenzi, u jistgħu jużaw faċilment ix-xfafar profilati aerofoil aktar sostanzjali. Impellers irqaq juru ftit benefiċċju mill-użu ta' aerofoils għalhekk għandhom it-tendenza li jużaw xfafar ċatti. Il-fannijiet mgħawġa lura huma partikolarment magħrufa għall-kapaċità tagħhom li jipproduċu pressjonijiet għoljin flimkien ma' storbju baxx, u għandhom karatteristika ta' qawwa li ma tagħbijax żżejjed - dan ifisser li hekk kif ir-reżistenza tonqos f'sistema u r-rata tal-fluss tiżdied, il-qawwa miġbuda mill-mutur elettriku tonqos. Il-kostruzzjoni ta' fannijiet mgħawġa lura x'aktarx tkun aktar robusta u pjuttost itqal mill-fann mgħawġa 'l quddiem li huwa inqas effiċjenti. Il-veloċità relattivament bil-mod tal-arja tul ix-xfafar tista' tippermetti l-akkumulazzjoni ta' kontaminanti (bħal trab u grass).
Figura 3: Illustrazzjoni ta' impellers ta' fann ċentrifugali
Fannijiet ċentrifugali mgħawġa 'l quddiem
Fannijiet mgħawġa 'l quddiem huma kkaratterizzati minn numru kbir ta' xfafar mgħawġa 'l quddiem. Peress li tipikament jipproduċu pressjonijiet aktar baxxi, huma iżgħar, eħfef u irħas mill-fann ekwivalenti mgħawġa lura. Kif muri fil-Figura 3 u l-Figura 4, dan it-tip ta' impeller tal-fann se jinkludi aktar minn 20 xfafar li jistgħu jkunu sempliċi daqs li jkunu ffurmati minn folja waħda tal-metall. Effiċjenzi mtejba jinkisbu f'daqsijiet akbar b'xfafar iffurmati individwali. L-arja titlaq mill-ponot tax-xfafar b'veloċità tanġenzjali għolja, u din l-enerġija kinetika trid tiġi kkonvertita fi pressjoni statika fil-kisi - dan inaqqas mill-effiċjenza. Tipikament jintużaw għal volumi ta' arja baxxi sa medji bi pressjoni baxxa (normalment <1.5kPa), u għandhom effiċjenza relattivament baxxa ta' inqas minn 70%. Il-kisi tal-iscroll huwa partikolarment importanti biex tinkiseb l-aħjar effiċjenza, peress li l-arja titlaq mill-ponta tax-xfafar b'veloċità għolja u tintuża biex tikkonverti b'mod effettiv l-enerġija kinetika fi pressjoni statika. Jaħdmu b'veloċitajiet rotazzjonali baxxi u, għalhekk, il-livelli ta' storbju ġġenerati mekkanikament għandhom it-tendenza li jkunu inqas minn fannijiet mgħawġa lura b'veloċità ogħla. Il-fann għandu karatteristika ta' qawwa ta' tagħbija żejda meta jopera kontra reżistenzi baxxi tas-sistema.
Figura 4: Fann ċentrifugali mgħawweġ 'il quddiem b'mutur integrali
Dawn il-fannijiet mhumiex adattati fejn, pereżempju, l-arja tkun ikkontaminata ħafna bit-trab jew iġġorr qtar ta' xaħam maħkuk.
Figura 5: Eżempju ta' fann plug b'sewqan dirett b'xfafar mgħawġa lura
Fannijiet ċentrifugali b'xafra radjali
Il-fann ċentrifugali b'xafra radjali għandu l-benefiċċju li jkun kapaċi jċaqlaq partiċelli tal-arja kkontaminati u bi pressjonijiet għoljin (fl-ordni ta' 10kPa) iżda, billi jaħdem b'veloċitajiet għoljin, huwa storbjuż ħafna u ineffiċjenti (<60%) u għalhekk m'għandux jintuża għal HVAC għal skopijiet ġenerali. Ibati wkoll minn karatteristika ta' qawwa żejda – hekk kif ir-reżistenza tas-sistema titnaqqas (forsi billi jinfetħu d-dampers tal-kontroll tal-volum), il-qawwa tal-mutur tiżdied u, skont id-daqs tal-mutur, jista' possibilment ikun 'tagħbija żejda'.
Fannijiet tal-plagg
Minflok ma jiġu mmuntati f'kisi tal-iscroll, dawn l-impellers ċentrifugali ddisinjati apposta jistgħu jintużaw direttament fil-kisi tal-unità tal-immaniġġjar tal-arja (jew, tabilħaqq, fi kwalunkwe katusa jew plenum), u l-ispiża inizjali tagħhom x'aktarx tkun inqas minn fannijiet ċentrifugali interni. Magħrufa bħala fannijiet ċentrifugali 'plenum', 'plagg' jew sempliċement 'mhux interni', dawn jistgħu jipprovdu xi vantaġġi fl-ispazju iżda bil-prezz ta' telf ta' effiċjenza operattiva (bl-aħjar effiċjenzi jkunu simili għal dawk għal fannijiet ċentrifugali mgħawġa 'l quddiem interni). Il-fannijiet jiġbdu l-arja 'l ġewwa mill-kon tad-dħul (bl-istess mod bħal fann intern) iżda mbagħad jarmu l-arja radjalment madwar iċ-ċirkonferenza ta' barra ta' 360° kollha tal-impeller. Jistgħu jipprovdu flessibbiltà kbira tal-konnessjonijiet tal-ħruġ (mill-plenum), li jfisser li jista' jkun hemm inqas bżonn għal liwjiet biswit xulxin jew transizzjonijiet qawwija fil-katusi li huma stess iżidu mat-tnaqqis fil-pressjoni tas-sistema (u, għalhekk, qawwa addizzjonali tal-fann). L-effiċjenza ġenerali tas-sistema tista' tittejjeb billi jintużaw daħliet f'ħalq il-qampa għall-katusi li joħorġu mill-plenum. Wieħed mill-benefiċċji tal-fann plug huwa l-prestazzjoni akustika mtejba tiegħu, li fil-biċċa l-kbira tirriżulta mill-assorbiment tal-ħoss fil-plenum u n-nuqqas ta’ mogħdijiet ta’ ‘vista diretta’ mill-impeller sal-bokka tal-kanali tal-arja. L-effiċjenza tiddependi ħafna fuq il-post tal-fann fil-plenum u r-relazzjoni tal-fann mal-ħruġ tiegħu – il-plenum jintuża biex jikkonverti l-enerġija kinetika fl-arja u b’hekk iżid il-pressjoni statika. Prestazzjoni sostanzjalment differenti u stabilità differenti tat-tħaddim jiddependu mit-tip ta’ impeller – impellers ta’ fluss imħallat (li jipprovdu taħlita ta’ fluss radjali u assjali) intużaw biex jegħlbu l-problemi tal-fluss li jirriżultaw mill-mudell qawwi tal-fluss radjali tal-arja maħluq bl-użu ta’ impellers ċentrifugali sempliċi3.
Għal unitajiet iżgħar, id-disinn kompatt tagħhom ħafna drabi jiġi kkomplementat bl-użu ta' muturi EC faċilment kontrollabbli.
Fannijiet assjali
Fil-fannijiet tal-fluss assjali, l-arja tgħaddi mill-fann f'linja mal-assi tar-rotazzjoni (kif muri fil-fann assjali b'tubu sempliċi tal-Figura 6) – il-pressurizzazzjoni tiġi prodotta minn irfigħ aerodinamiku (simili għal ġwienaħ ta' ajruplan). Dawn jistgħu jkunu relattivament kompatti, bi prezz baxx u ħfief, partikolarment adattati biex iċaqalqu l-arja kontra pressjonijiet relattivament baxxi, għalhekk jintużaw ta' spiss f'sistemi ta' estrazzjoni fejn it-tnaqqis fil-pressjoni huwa aktar baxx mis-sistemi tal-provvista – il-provvista normalment tinkludi t-tnaqqis fil-pressjoni tal-komponenti kollha tal-arja kondizzjonata fl-unità tal-immaniġġjar tal-arja. Meta l-arja titlaq minn fann assjali sempliċi, tkun qed iddur minħabba r-rotazzjoni mogħtija lill-arja hekk kif tgħaddi mill-impeller – il-prestazzjoni tal-fann tista' titjieb b'mod sinifikanti permezz ta' paletti gwida 'l isfel biex jirkupraw id-dawrien, bħal fil-fann assjali bil-paletti muri fil-Figura 7. L-effiċjenza ta' fann assjali hija affettwata mill-forma tax-xafra, id-distanza bejn il-ponta tax-xafra u l-kaxxa tal-madwar, u l-irkupru tad-dawrien. L-inklinazzjoni tax-xafra tista' tinbidel biex tvarja b'mod effiċjenti l-output tal-fann. Billi treġġa' lura r-rotazzjoni tal-fannijiet assjali, il-fluss tal-arja jista' wkoll jiġi treġġa' lura – għalkemm il-fann se jkun iddisinjat biex jaħdem fid-direzzjoni prinċipali.
Figura 6: Fann ta' fluss assjali f'tubi
Il-kurva karatteristika għall-fannijiet assjali għandha reġjun ta' waqfien li jista' jagħmilhom mhux adattati għal sistemi b'firxa wiesgħa ta' kundizzjonijiet operattivi li jvarjaw, għalkemm għandhom il-benefiċċju ta' karatteristika ta' qawwa li ma tikmix żżejjed.
Figura 7: Fann tal-fluss assjali b'paletti
Il-fannijiet assjali bil-paletti jistgħu jkunu effiċjenti daqs il-fannijiet ċentrifugali mgħawġa lura, u kapaċi jipproduċu flussi għoljin fi pressjonijiet raġonevoli (tipikament madwar 2kPa), għalkemm x'aktarx joħolqu aktar storbju.
Il-fann b'fluss imħallat huwa żvilupp tal-fann assjali u, kif muri fil-Figura 8, għandu impeller f'forma konika fejn l-arja tinġibed radjalment mill-kanali li jespandu u mbagħad tgħaddi assjalment mill-paletti gwida li jiddrittaw. L-azzjoni kkombinata tista' tipproduċi pressjoni ferm ogħla milli huwa possibbli b'fannijiet oħra b'fluss assjali. L-effiċjenzi u l-livelli tal-ħoss jistgħu jkunu simili għal dawk ta' fann ċentrifugali b'kurvatura lura.
Figura 8: Fann inline b'fluss imħallat
L-installazzjoni tal-fann
L-isforzi biex tiġi pprovduta soluzzjoni effettiva tal-fann jistgħu jiġu mminati serjament mir-relazzjoni bejn il-fann u l-mogħdijiet lokali tal-arja.
Ħin tal-posta: 07 ta' Jannar 2022