Kuo skiriasi ašiniai ir išcentriniai ventiliatoriai?

2016 rugsėjo 13 Saulius Stunžėnas Vėdinimo įrenginiai Komentarų nėra

Pirmiausia apsibrėžkime, kas yra ventiliatorius. Elektrinį ventiliatorių sudaro: elektrinis variklis, sparnuotė ir korpusas. Būtent šiuos tris daiktus sujungus bendrai ir gaunamas elektrinis gaminys – ventiliatorius. Kad šis gaminys būtų panaudotas, jį dar reikia įtaisyti į kokį nors prietaisą. Kaip atskirų gaminių, ventiliatorių įvairovė yra labai didelė ir visuose įrenginiuose, kurie įtraukinėja ir/ar pučia orą, būna įtaisyti ventiliatoriai. Būtent atskiro gaminio, vadinamo ventiliatoriumi, vertė dažniausiai nulemia ir įrenginio, kuriame jis naudojamas, vertę.

Galima pasakoti atskirai apie ventiliatorių sudarančius elektrinio variklio, sparnuotės ar korpuso ypatumus, o galima aprašyti bendrai visą gaminį –  ventiliatorių. Šiame straipsnyje apžvelgsime ventiliatorius kaip atskirus gaminius ir išskirsime du pagrindinius ventiliatorių tipus.

Gaminį, vadinamą ventiliatoriumi, kuris vėliau įtaisomas į įvairius įrenginius kaip atskira detalė, dažniausiai gamina specializuotos gamyklos, kurios tik tuo ir užsiima. Tai yra, jos gamina ventiliatorių elektrinius variklius, sparnuotes, korpusus, ir tarpusavyje šias tris dalis surenka. Dažniausiai šios ventiliatorių gamyklos savo produkciją gamina pagal užsakymus kitoms įvairių vėdinimo, vėsinimo ir oro valymo įrenginių surinkimo gamykloms. Ventiliatorių kūrimo bei gamybos metu šios gamyklos tarpusavyje nuolatos bendradarbiauja.

Vėdinimui, vėsinimui ir oro valymui skirtuose įrenginiuose naudojami du pagrindiniai ventiliatorių tipai, – ašinis ir išcentrinis. Dauguma ventiliatorius gaminančių gamyklų gamina tiek ašinius, tiek ir išcentrinius ventiliatorius. Šių dviejų ventiliatorių tipų varikliai kažkiek panašūs, bet sparnuotės ir korpuso formos skiriasi kardinaliai. Taip pat išcentrinio tipo ventiliatorių funkcijos ir veikimo principas ženkliai skiriasi nuo ašinio tipo ventiliatorių funkcijų ir veikimo principo.

Tiek ašinio, tiek išcentrinio tipo ventiliatorių korpusai ir sparnuotės gali būti gaminami ir iš plastiko, ir iš metalo. Jei ventiliatoriai gaminami iš plastiko, jie dažniausiai būna skirti buityje naudojamiems įrenginiams, jei gaminami iš metalo – pramonėje naudojamiems įrenginiams. Žinant ir suprantant ventiliatorių tipų skirtumus, lengviau suprasti kokios vertės yra vėdinimui, vėsinimui ar oro valymui skirtas įrenginys, kurio viduje įtaisytas ventiliatorius.
Pabandysime paaiškinti pagrindinius ventiliatorių tipų skirtumus ir kur jie gali būti panaudojami.

Ašinio tipo ventiliatoriai (angl. axial fans)

asinis-ventiliatorius-nuotrauka
Paprasti horizontalūs ašiniai ventiliatoriai buvo sukurti dar viduramžiais. Pirmieji elektra maitinami ventiliatoriai pristatyti 1880-aisiais.

Ašinio tipo ventiliatoriai taip pavadinti dėl oro srauto krypties, kurią jie sukuria. Tradicinio sraigto formos mentės sukasi aplink savo ašį, stumdamos orą lygiagrečiai savo ašiai ir priversdamos jį judėti ta pačiame kryptimi tik greičiau.

Ašiniai ventiliatoriai priklausomai nuo savo dydžio ir variklio galios, gali sukurti didelį oro srautą, taip “prastumdami” pro save labai didelį oro kiekį. Vis dėlto ašinio ventiliatoriaus sukuriamas didelis oro srautas yra mažo slėgio. Todėl ašinio tipo ventiliatorius, priklausomai nuo dydžio ir variklio galingumo, gali sukurti labai didelį oro srautą, tačiau jeigu ventiliatoriaus stumiamo oro srauto kelyje atsiranda kliūtis, dėl mažo srauto slėgio oro judėjimas iškarto lėtėja. O jei kliūtis rimtesnė oro srautas gali išviso sustoti, nors ventiliatoriaus sparnuotė suksis visu greičiu. Jeigu vėdinimo įrenginiai prijunginėjami prie įvairių oro kanalų ir vamzdžių, tai kuo ilgesnis tas kanalas, kuo daugiau jis turi alkūnių ir kuo jis plonesnis, tuo didesnio slėgio reikia tam, kad per tokį kanalą prastumti orą. Todėl ašiniai ventiliatoriai netinka ten, kur reikia orą transportuoti ilgais, siaurais ir išraitytais kanalais. Nebent tas kanalas yra oro ištraukimo šachta ir joje jau yra natūrali trauka, susidaranti dėl aukščio slėgių skirtumo. Štai šių buitinių ventiliatorių viduje yra naudojami ašiniai ventiliatoriai.

Išcentrinio tipo ventiliatoriai (angl. radial fans)

iscentrinis-ventiliatorius-nuotrauka
Išcentriniai ventiliatoriai išrasti XIX amžiuje.

Tokio tipo ventiliatoriai dar vadinami radialiniais, slėginiais ventiliatoriais arba “pūtekliais”. Išcentrinio tipo ventiliatoriai, skirtingai nei ašinio, kuria negreitą, bet didelio ir pastovaus slėgio oro srautą. Tai yra – jų pučiamo oro srovė nėra greita, bet aukšto slėgio, todėl didelės galios. Tai leidžia oro srautui tekėti per bet kokio ilgio ir diametro vamzdynus nustatytu pastoviu greičiu.

Išcentrinio tipo ventiliatorių sparnuotės mentelės sudaro apvalios formos būgną. Šis sparnuotės ratas patalpintas į specialų spyruoklės formos korpusą, kuris oro srauto tekėjimo kryptimi platėja. Tokio ventiliatoriaus veikimo metu sparnuotės mentės įtraukia orą centrinėje ventiliatoriaus dalyje ir išcentrinės jėgos pagalba stumia orą į šonus, 90 laipsnių kampu nuo įeinančio oro srauto krypties (dėl oro krypties pasukimo ir vadinamas radialiniu). Tarp mentelių stumiamas oras išcentrinės jėgos prispaudžiamas prie ventiliatoriaus korpuso vidinės dalies. Taip sparnuotės sukimosi metu oro slėgis ventiliatoriaus korpuse staigiai sukeliamas, ir suslėgtas oras išstumiamas per šonininėje korpuso dalyje esančią angą.

Išcentrinio tipo ventiliatoriaus sukuriamas aukšto slėgio oro srautas leidžia efektyviai “transportuoti” orą pro ortakines sistemas, net ir esant dideliems slėgio nuostoliams ir įvairioms kliūtims. Nepaisant nedidelio sukuriamo oro srauto, išcentriniai ventiliatoriai, skirtingai nei ašiniai, leidžia palaikyti pastovų oro srautą sistemoje, nepriklausomai nuo besikeičiančių išorės parametrų. Kadangi oro suspaudimui reikia didelės variklio galios, išcentriniai ventiliatoriai anksčiau sunaudodavo ženkliai daugiau energijos nei ašiniai, ir būdavo naudojami tik pramonėje. Tačiau dabar, atsiradus EC (išvertus iš angl. k. Electronically Commutated) elektrinių variklių technologijai (apie šią technologija papasakosime kituose savo straipsniuose), elektros sąnaudos tapo minimalios ir leido išcentrinio tipo ventiliatorių privalumus pritaikyti buityje. Štai šių ortakinių rekuperatorių viduje yra išcentrinio tipo ventiliatoriai.

Šiais laikais, tiek ašinio tiek ir išcentrinio tipo ventiliatoriai nuolatos tobulinami ir turi įvairių modifikacijų. Tobulinamos jų sparnuotės, korpusai ir konstrukcijos. Siekiant sumažinti sparnuotės mentelių keliamą ūžesį, eksperimentuojama su sparnelių formomis. Siekiant padidinti ašinių ventiliatorių kuriamą oro slėgį platinamos jų sparnuotės mentelės ir aplink sparnuotę daromi oro suspaudimui pritaikyti korpusai. Taip pat tobulinamos ir išcentrinių ventiliatorių konstrukcijos, jų kuriamas slėgis ir galia didėja. Tuo pačiu vystomos ventiliatorių variklių technologijos – didėja elektros variklių galia ir tuo pačiu mažėja jų suvartojamos elektros energijos kiekis.

Svarbu pažymėti, kad dabar yra sukurti, gaminami, ir vėdinimo bei kondicionavimo įrenginiuose naudojami sudėtingos konstrukcijos išcentrinio tipo ventiliatoriai, kuriuose oro judėjimo principas tangentinis. Šiuose išcentriniuose ventiliatoriuose, ant vieno sparnuotės būgno sumontuotos dviejų skirtingų tipų mentelės. Todėl į būgną įtrauktas ir 90° kampu pasuktas oras, ventiliatoriaus korpuso viduje apsukamas du ratus. To pasėkoje oro slėgis tokiame ventiliatoriuje sukuriamas ypatingai aukštas. Ir kas dar labai svarbu tangentinio principo išcentriniuose ventiliatoriuose, oro slėgis yra gana pastovus ir aukštas prie įvairių, net labai lėtų sparnuotės apsisukimų ir oro putimo greičių. Štai šie oro šalinimo įrenginiai turi tokio, naujausio tipo ventiliatorius.

Panaudojimas

Ašiniai

Nors ir nesukurdami aukšto slėgio, dėl pernešamo didelio oro kiekio, ašiniai ventiliatoriai geriausiai panaudojami buitinėse sąlygose, kur nėra didelio pasipriešinimo. Pavyzdžiui, jie puikiai tinka oro pernešimui iš vienos patalpos į šalia esančią, taip pat oro sumaišymui patalpoje. Kai voniose yra įrengtos oro ištraukimo šachtos ir jose jau yra gan gera natūrali trauka, prie jų oro paėmimo angų irgi galima montuoti ašinio tipo oro ištraukimo ventiliatorius. Taip pat ašiniai plačiai naudojami visokiausių paviršių vėsinimui, tokių kaip įkaitę automobilių radiatoriai, split sistemų lauko blokų radiatoriai, kompiuteriai ir t.t.

Išcentriniai

Dėl didelio sukuriamo oro slėgio, išcentriniai ventiliatoriai idealiai tinka aukšto slėgio reikalaujančiose sistemose, tokiose kaip oro kondicionavimo įranga, džiovinimo įranga, vėdinimo sistemos, ypač ortakinės, kuriose didelis pasipriešinimas. Taip pat toks slėginis ventiliatorius pravers bet kokiose sistemose, kur naudojami padidinto tankio filtrai, sukuriantys didelius slėgio nuostolius.

 

Daugiau

Lyginant ašinio ir išcentrinio tipo ventiliatorių privalumus ir trūkumus, verta žinoti, kad dažniausiai ašinių ventiliatorių tarnavimo laikas būna trumpesnis. Taip yra dėl to, kad ašinio tipo ventiliatoriai savo veikimo metu sukasi didesniu  greičiu, taigi per tą patį laiką padaro daugiau apsisukimų, todėl greičiau ir susidėvi. Bet dažniausiai susidėvėję ventiliatoriai vis tiek dar ilgai veikia ir atlieka savo funkciją, tik padidėja jų keliamas triukšmas ir ūžesys.

Vertinant šių dviejų ventiliatorių tipų veikimo metu sukuriamą triukšmą, triukšmingesni dažniausiai būna ašinio tipo ventiliatoriai. Bet ne visada, tai priklauso nuo ventiliatoriaus modelio ir jame panaudotų technologijų. Ašinio tipo būna triukšmingesni dėl to, kad jie kuria didesnį oro srautą ir didelio srauto kūrimas reikalauja greitesnių variklio(sparnuotės) apsukų ir pats didelis oro srautas labiau šniokščia.

Kaip aukščiau jau buvo minta, kiekvieno tipo ventiliatoriai nuolatos tobulinami ir eksperimentuojama su įvairiausiomis jų formomis ir konstrukcijomis. Todėl tarp šių dviejų esminių ventiliatorių tipų dar galima atrasti įvairių tarpinių ventiliatorių tipų, kuriuos reikia gerai paanalizuoti, norint atskirti ar tai daugiau ašinio ar išcentrinio tipo ventiliatorius. Tik dažniausiai įrenginiai su inovatyviais, naujų formų ir konstrukcijų ventiliatoriais kainuoja ženkliai brangiau. Pavyzdžiui, šiuo metu vieni iš pagrindinių pasaulyje ventiliatorių inovacijų kūrėjai, vokiečių įmonė ebm papst, gamina ir į vėdinimo įrenginius montuoja naujų formų ašinius ventiliatorius. Šiame beortakiniame rekuperatoriuje įtaisyti naujos formos ašiniai ventiliatoriai, todėl šio rekuperatoriaus kaina ir yra gan aukšta. JAV bendrovė Dyson yra sukūrusi ir savo staliniuose ventiliatoriuose naudoja ypatingos konstrukcijos aukšto slėgio ašinius ventiliatorius.

Šiame straipsnyje aptarėme du pagrindinius ventiliatorių tipus, ašinį ir išcentrinį. Tačiau kad susigaudyti ir nesusipainioti kituose sąvokose, kurios naudojamos kalbant apie orą pučiančius bei traukiančius įrenginius, būtinai perskaitykite ir kitą mūsų straipsnį, – „Kaip atskirti ventiliatorių nuo oro vėdinimo ar vėsinimo įrenginio“.

Rašyk komentarą