Когато започнах работа като доставчик на вентилатори с аксиален поток преди три години, бързо научих, че страхотният вентилатор с аксиален поток не работи добре в изолация. Миналата година имахме клиент от производствената индустрия, който закупи от нас високомощен аксиален поток, но трябваше да го върне в рамките на един месец. Въпросът? Тяхната система за въздуховоди беше лошо проектирана – несъответстващи размери, грапави вътрешни повърхности и неправилни завъртания означаваха, че вентилаторът губи 30% от енергията си само за изтласкване на въздух през каналите, а въздушният поток на техните работни станции беше едва 60% от това, от което се нуждаеха. Този опит доведе до критична точка: проектирането на система от въздуховоди за вентилатор с аксиален поток не е просто последваща мисъл – това е основата на ефективната вентилация. Днес искам да ви преведа през научните и практически стъпки за правене на това правилно, черпейки от реални проекти, които сме подкрепили, за да ви помогна да избегнете същата грешка, която разочарова този производител.
Първо, нека започнем с основите: да разберем как вентилаторите с аксиален поток взаимодействат с тръбопроводите. Аксиалните вентилатори движат въздуха успоредно на оста на вентилатора, което ги прави идеални за приложения с голям обем и ниско налягане – помислете за складове, мини или търговски сгради. Но тяхната ефективност спада рязко, ако тръбопроводната система не е проектирана така, че да съответства на тяхната крива на ефективност. Всеки вентилатор с аксиален поток е тестван, за да има специфично статично налягане и вашата тръбна система трябва да е проектирана да работи в този диапазон. Ако вашите канали създават твърде голямо съпротивление (статично налягане), вентилаторът ще работи с по-нисък дебит, ще консумира повече енергия и потенциално ще прегрее. Ако има твърде малко съпротивление, вентилаторът може да се ускори над проектните си ограничения, съкращавайки живота му.
Нека разбием процеса на проектиране стъпка по стъпка, като започнем с най-критичната част: изчисляване на необходимия ви въздушен поток и статично налягане. Не можете да проектирате канал, без да знаете колко въздух трябва да движите и колко съпротивление ще създаде вашата система. За повечето приложения започнете със скоростта на смяна на въздуха: например един склад може да се нуждае от 6 до 10 смяна на въздуха на час, докато въглищна мина (проверете нашите вентилационни вентилатори за въглищни мини | Взривозащитени аксиални вентилатори за специализирани минни модули) може да изисква 12 или повече за почистване на прах и газове. За да изчислите обема на въздушния поток (CFM или кубични фута в минута), умножете обема на помещението (дължина x ширина x височина) по желаната скорост на смяна на въздуха. След това изчислете общото статично налягане на вашата тръбна система, което включва загуба на триене от стените на тръбопровода, динамична загуба от завои и фитинги и налягане, необходимо за всякакви крайни решетки или оборудване. Често срещана грешка тук е подценяването на динамичните загуби – рязко завъртане на 90 градуса може да добави толкова голямо налягане, колкото 10 фута прав канал, така че не се заяждайте с това изчисление.
След като получите стойностите на въздушния си поток и статичното налягане, следващата стъпка е да изберете правилния размер и материал на въздуховода. Оразмеряването на въздуховода е свързано с балансиране на скоростта на въздуха и загубата на триене. Високата скорост на въздуха (над 1500 FPM за канали от ламарина) може да изглежда, че ви позволява да използвате по-малки канали, но причинява повече шум, по-големи загуби от триене и увеличава риска от натрупване на прах (което е голям проблем в мини или индустриални помещения). За повечето приложения с аксиален поток ние се стремим към скорости на въздуха между 800 и 1200 FPM. За да оразмерите вашите канали, използвайте таблица за оразмеряване на въздуховоди в индустрията или формула, която свързва CFM, скоростта и площта на канала. Например, канал с диаметър 10 инча може да поеме приблизително 1000 CFM при 1200 FPM, докато 12-инчов канал може да понесе около 1450 CFM при същата скорост. Изборът на материал е също толкова важен: поцинкованата стомана е стандартна за повечето приложения, но ако премествате корозивни димни газове, ще искате нещо като фибростъкло или стомана с покритие. За подземно отвеждане на димни газове ще ви трябват опции, устойчиви на корозия – разгледайте нашия вентилатор за отвеждане на димни газове с канали Противопожарен вентилатор за системи, проектирани за точно това предизвикателство.
Оформлението и конфигурацията са следващите и това е мястото, където много дизайни се объркват. Аксиалните вентилатори работят най-добре, когато въздухът влиза и излиза плавно, без резки промени в посоката. Ако е възможно, поставете вентилатора право в една линия с основния тръбопровод, като избягвате остри колена точно на входа или изхода на вентилатора. Ако трябва да завъртите, използвайте колена с дълъг радиус (радиус, равен на 2 до 3 пъти диаметъра на канала) вместо остри 90s – това намалява динамичните загуби с до 70%. Друго ключово правило: поддържайте прави канали на входа на вентилатора. Повечето аксиални вентилатори се нуждаят от най-малко 2 до 3 диаметъра на канала на права секция преди входа на вентилатора, за да се гарантира, че въздухът тече равномерно, а не се върти, което би намалило ефективността. Научихме това от клиент на покрива миналата година: те инсталираха аксиален изпускателен вентилатор с остро коляно точно на входа и въздушният им поток беше с 25% по-нисък от очакваното. След като коригирахме оформлението, за да добавим прав канал преди вентилатора, те достигнаха целевия поток, без да променят самия вентилатор.
Разклоняващите се канали са често срещана характеристика в складове или големи пространства и изискват специално внимание. Когато разделяте главен канал на два или повече клона, всеки клон трябва да има клапа за регулиране на въздушния поток, така че всяка зона да получи правилния обем. За да минимизирате загубата на налягане при тройника, използвайте 45-градусов клон вместо 90-градусов или проектирайте клона да бъде със същия размер като главния канал – по-малките клонове увеличават скоростта, което води до по-големи загуби. За работилница с множество работни станции нашите стенни аксиални вентилаторни модули, съчетани с разклонена тръбна система, работят добре, защото можете да регулирате амортисьора на всеки стенен вентилатор, за да насочите конкретни зони. Например работилница от 5000 кв. фута може да има основен канал, минаващ надолу по центъра, с 10-инчови разклонения, захранващи всяка работна станция, и стенен аксиален вентилатор в края за изтласкване на въздуха.
Контролът на вибрациите и шума са две често пренебрегвани части от дизайна на въздуховодите и те са критични както за безопасността, така и за комфорта. Аксиалните вентилатори създават вибрации, докато се въртят, и ако те се предават през канала, това може да причини повреда с течение на времето и да създаде прекомерен шум. За да коригирате това, инсталирайте гъвкави съединители между вентилатора и канала - това са къси, гумени или платнени секции, които абсорбират вибрациите. За шум облицовайте вътрешността на канала с акустична изолация, ако пространството трябва да е тихо, като офис в съседство със склад. Също така се уверете, че каналът е правилно поддържан на всеки 6 до 8 фута, за да предотвратите движение. Клиент от многоетажна жилищна сграда ни се обади миналия месец, защото вентилаторът им на покрива вдигаше шум в апартаментите отдолу; след като добавихме гъвкави съединители и облицовахме канала, шумът спадна от 58 dB на 32 dB, което е едва забележимо.
Специалните съображения за различни приложения не могат да бъдат пренебрегнати, тъй като тръбопроводната система за въглищна мина е много по-различна от тази за малък офис. В минното дело експлозивните атмосфери означават, че тръбопроводите ви трябва да не образуват искри, а вентилаторът трябва да отговаря на стандартите за взривобезопасност – ето защо нашите вентилационни вентилатори за въглищни мини | Взривозащитените аксиални вентилатори са проектирани с огнеустойчиви тръбни компоненти. За отработените газове на покрива трябва да вземете предвид времето: изходът на канала трябва да бъде наклонен далеч от сградата, за да се предотврати навлизането на дъжд, и добавете мрежа за птици, за да предпазите вредителите. Нашата страница за производители на покривни вентилационни вентилатори за изпускателен вентилатор съдържа повече подробности относно дизайна на въздуховоди, специфични за покрива, включително абсорбатори за климатични условия, които намаляват устойчивостта на вятър. За високотемпературни димни газове материалът на тръбопровода трябва да е топлоустойчив и ще трябва да изолирате канала, за да предотвратите загубата на топлина и да защитите околното пространство – това е мястото, където нашият вентилатор за изпускане на димни газове с тръбопроводи е на помощ, проектиран за тези тежки условия.
Тестването и балансирането е последната стъпка и не подлежи на обсъждане, дори ако сте направили всички изчисления правилно. След като вашата тръбопроводна система е инсталирана, използвайте анемометър, за да измерите въздушния поток на всяка решетка и на изхода на вентилатора. Сравнете тези числа с вашите проектни очаквания – ако някои зони са ниски, регулирайте амортисьорите, за да балансирате системата. Също така проверете статичното налягане на вентилатора, за да се уверите, че работи в рамките на своя проектен диапазон; ако е твърде високо, може да имате запушване или теч в канала. Миналата година една строителна компания, с която работихме, монтира тръбопроводна система, която изглеждаше страхотно на хартия, но имаше малък процеп на фугата, която пропускаше 15% от въздуха. След като запечатаха фугите с мастика, те получиха въздушния поток, от който се нуждаеха, без да модернизират вентилатора, спестявайки хиляди разходи за енергия.
Като доставчик на вентилатори с аксиален поток, видях от първа ръка как една добре проектирана тръбна система превръща добрия вентилатор в страхотно решение за вентилация. Не става въпрос само за пренасяне на въздух от точка А до точка Б – става въпрос за преместване на точното количество въздух, с правилната скорост, с минимална енергия, без шум и без отпадъци. Независимо дали проектирате система за склад, мина, изпускателна система на покрива или работилница, ключът е да съобразите размерите, оформлението и материалите на вашия канал с вашето конкретно приложение и никога да не пропускате стъпката на тестване и балансиране.
Ако планирате проект за вентилация с аксиален поток и имате нужда от помощ при проектирането на правилната тръбопроводна система или търсите надежден вентилатор с аксиален поток, ние сме тук, за да ви помогнем. Нашият екип е работил със стотици клиенти в различни индустрии, от малки стенни вентилаторни инсталации до широкомащабни минни вентилационни системи, и можем да предоставим персонализирани насоки, съобразени с вашето пространство и нужди. Не позволявайте на лошо проектирана тръбопроводна система да подкопае работата на вашия вентилатор – свържете се с нас за доставка и консултация днес.
Референции
Наръчник на ASHRAE – HVAC приложения, Глава 18: Индустриална вентилация
McQuiston, FC, Parker, JD, & Spitler, JD (2005). Отопление, вентилация и климатизация: анализ и проектиране. John Wiley & Sons, Inc.
Стандарти за вентилация на администрацията за здраве и безопасност на въглищните мини (CMHSA) за подземни мини
Американски национален институт по стандартизация (ANSI)/ASHRAE Стандарт 90.1: Енергиен стандарт за сгради с изключение на нискоетажни жилищни сгради
