Odstředivý ventilátor vs axiální ventilátor: Jaký je rozdíl a který potřebujete?

Průmyslové ventilátory spadají do dvou základních kategorií: odstředivé ventilátory a axiální ventilátory. Oba pohybují vzduchem – tím podobnost končí. Pracují na různých aerodynamických principech, produkují různé tlakové a průtokové charakteristiky, zvládají různé podmínky plynů a vyhovují zcela odlišným typům aplikací. Zadání nesprávného typu ventilátoru pro průmyslovou ventilaci, sběr prachu nebo procesní odsávání má za následek buď ventilátor, který nemůže vyvinout systémový odpor, který vyžaduje potrubí, nebo předimenzovanou, energeticky neefektivní jednotku, která běží daleko mimo svůj optimální provozní rozsah.

Pro inženýry, manažery závodů a nákupní týmy, které vybírají průmyslové ventilátory pro ventilační systémy, sběrače prachu, průmyslové pece, kotle nebo procesní výfukové aplikace, je pochopení funkčního rozdílu mezi odstředivými a axiálními ventilátory – a znalost kritérií, která určují, který typ je vhodný – základním předpokladem před specifikací jakéhokoli zařízení. Tato příručka jasně vysvětluje oba typy ventilátorů a poskytuje rámec rozhodování pro přizpůsobení správného ventilátoru každé aplikaci.

Jak funguje odstředivý ventilátor?

Radiální ventilátor nasává vzduch přes vstup ve středu (oko) rotujícího oběžného kola. Oběžné kolo urychluje vzduch směrem ven odstředivou silou - stejný princip, který způsobuje, že voda odlétá ven z rotujícího kola. Vzduch vystupuje z oběžného kola vysokou rychlostí v radiálním směru (kolmo k ose hřídele), je shromažďován v obklopujícím spirálovitém pouzdru (volute) a je vypouštěn výstupem, který je typicky orientován pod úhlem 90° ke vstupu ventilátoru. Přeměna rychlosti na tlak se děje jak v kanálech oběžného kola, tak v rozpínavé spirální skříni.

Klíčovým výsledkem tohoto mechanismu je, že odstředivé ventilátory jsou stroje vyvíjející tlak. Mohou vytvořit značný statický tlak — odpor vůči proudění — při zachování jejich průtoku vzduchu. Díky tomu jsou účinné při pohybu vzduchu dlouhými potrubími, přes filtry a výměníky tepla, proti odporu klapek a přes systémy s výrazným omezením průtoku. Odstředivé ventilátory jsou také vhodné pro manipulaci se vzduchem, který obsahuje prach, vlhkost nebo směsi plynů, protože konstrukce pojme kontaminované proudy vzduchu, aniž by se výkon ventilátoru rychle zhoršoval se změnou složení plynu.

Jak funguje axiální ventilátor?

Axiální ventilátor pohybuje vzduchem podél osy hřídele ventilátoru - ve stejném směru, ve kterém hřídel směřuje, jako vrtule nebo ventilátor leteckého motoru. Vzduch vstupuje do ventilátoru paralelně s hřídelí, prochází rotujícími lopatkami oběžného kola, které dodávají vzduchu energii a generují nárůst tlaku, a také vystupuje paralelně s hřídelí. Oběžné kolo je namontováno ve válcovém plášti, který těsně přiléhá k hrotům lopatek, čímž se minimalizuje vzduch, který recirkuluje kolem konců lopatek, aniž by přispíval k užitečnému proudění vzduchu.

Axiální ventilátory jsou vysokoprůtokové nízko až středotlaké stroje. Jejich konstrukce je optimalizována pro pohyb velkých objemů vzduchu s relativně nízkým odporem v systému – potrubí s přímým průchodem, větrání v otevřeném prostoru, chlazení výměníkem tepla a aplikace, kde je potrubní systém krátký a bez překážek. Když je odpor systému nízký, dosahují axiální ventilátory tohoto velkoobjemového proudění vzduchu při nižší spotřebě energie než odstředivé ventilátory dimenzované pro stejný provoz. Se zvyšujícím se odporem systému – delší potrubí, více ohybů, filtry, procesní zařízení – však výkon axiálního ventilátoru klesá mnohem strměji než výkon odstředivých ventilátorů.

Srovnání vedle sebe: Odstředivý ventilátor vs axiální ventilátor

Kdy zvolit odstředivý ventilátor?

Radiální ventilátor je vhodnou volbou, pokud platí jedna nebo více z následujících podmínek:

Systém má značný odpor potrubí. Jakýkoli ventilační nebo výfukový systém s dlouhými potrubími, vícenásobnými ohyby, klapkami, filtry, výměníky tepla nebo procesním zařízením v proudu vzduchu vytváří odpor (měřený jako statický tlak v Pascalech nebo mm H2O), který musí ventilátor překonat, zatímco stále dodává požadovaný proud vzduchu. K vyvinutí tohoto tlaku jsou navrženy odstředivé ventilátory. Pokud odpor systému při požadovaném průtoku vzduchu překročí přibližně 300–500 Pa, je téměř vždy vyžadován odstředivý ventilátor — axiální ventilátor při stejném výkonu by pracoval i mimo svou výkonnostní křivku.

Vzduch obsahuje prach, částice nebo vlhkost. V systémech pro shromažďování prachu – zejména při použití spolu se sběrači prachu s pytlovým filtrem jako součást kompletního systému pro kontrolu prachu – ventilátor zpracovává vzduch se zbytkovými jemnými částicemi za sběračem a potenciálně výfukové plyny s vysokou vlhkostí z procesních operací. Odstředivé ventilátory určené pro provoz zatížený prachem (jako jsou řady C6-48 a C4-73) mají geometrii oběžného kola a skříně, které zabraňují usazování, jsou vyrobeny z materiálů odolných proti oděru tam, kde je to potřeba, a udržují vyvážený provoz i při kontaktu s jemnými částicemi při dlouhodobém používání. Použití axiálního ventilátoru v proudu vzduchu zatíženého prachem vede k rychlému znečištění lopatek, progresivní nevyváženosti, vibracím a selhání ložisek.

Aplikace je kotlový systém nuceného tahu nebo indukovaného tahu. Větrání průmyslového kotle – jak nucený tah (vhánění spalovacího vzduchu do hořáku), tak indukovaný tah (odtah spalin z topeniště kouřovodem) – působí proti značnému odporu systému ze strany vnitřků kotle, potrubí a kouřovodu. Vyhrazená řada kotlových ventilátorů (G4-73 pro nucený tah, Y4-73/Y5-47/Y5-48 pro indukovaný tah) jsou odstředivé konstrukce přizpůsobené charakteristikám kotlového systému včetně zvýšených teplot plynu v dráze indukovaného tahu.

Kontrola hluku je prioritou. V instalacích v blízkosti obsazených oblastí – velíny závodu, administrativní budovy sousedící s průmyslovými zařízeními, potravinářské závody s hlukovými normami – odstředivé ventilátory pracující při ekvivalentním výkonu obvykle generují nižší hladiny hluku než axiální ventilátory s ekvivalentní kapacitou, protože v odstředivém provedení chybí frekvenční hluk, který je charakteristický pro provoz axiálních ventilátorů.

Kdy zvolit axiální ventilátor?

Axiální ventilátor je vhodnou volbou, když:

Odpor systému je nízký a prioritou je objem proudění vzduchu. Obecné větrání budov, větrání tunelů, důlní větrání podél otevřených porubů a aplikace ventilátoru chladicí věže, to vše zahrnuje pohyb velkých objemů čistého vzduchu prostřednictvím minimálního odporu. Axiální ventilátory v těchto aplikacích vynikají – poskytují vyšší objemový průtok na jednotku spotřeby energie než odstředivé ventilátory při nízkém odporu systému, což z nich dělá energeticky účinnou volbu pro velkoobjemové provozy s nízkým odporem.

Je vyžadována přímá instalace. Axiální ventilátor se instaluje přímo do potrubí se vstupem a výstupem podél stejné osy – potrubí prochází přímo ventilátorem. To zjednodušuje uspořádání potrubí a zabraňuje změně směru o 90°, kterou vyžaduje instalace odstředivého ventilátoru. V aplikacích dodatečné montáže, kde není k dispozici prostor pro vedení odstředivého ventilátoru a vedení výtlačného potrubí, je praktickým řešením axiální ventilátor, který se vejde do stávajícího potrubí, za předpokladu, že odpor systému je v rozsahu možností axiálního ventilátoru.

Je zapotřebí kompaktní instalace s vysokým objemovým průtokem. Konstrukce axiálního ventilátoru s přímým průchodem a relativně kompaktní průřez pro danou kapacitu objemového průtoku jej předurčují tam, kde je omezená podlahová plocha nebo světlá výška. Například axiální ventilátor řady T35 je navržen s optimalizovaným lopatkovým kolem a válcovou konstrukcí náboje speciálně pro dosažení vysokého objemového průtoku při kompaktním půdorysu instalace.

Vysvětlení řady odstředivých ventilátorů: Jaký typ pro jaké aplikace?

Radiální ventilátory nejsou jediným produktem – různé řady jsou navrženy pro různé účely a výběr správné řady pro danou aplikaci je stejně důležitý jako výběr typu ventilátoru před axiálním. Hlavní kategorie odstředivých ventilátorů podle použití jsou:

Ventilační radiální ventilátory pro všeobecné použití (řada 4-72, T4-72, 4-79, 9-19, 9-26): Určeno pro větrání budov, přívod vzduchu pro průmyslové procesy a všeobecné průmyslové větrání, kde je vzduch relativně čistý a odpor systému je střední. Jedná se o standardní průmyslové ventilátory používané v nejširším spektru ventilačních aplikací a jsou dostupné v široké škále velikostí a jmenovitých tlaků.

Radiální ventilátory pro odstraňování prachu (řada C6-48, C4-73): Speciálně navrženo pro vzduch, který obsahuje prach, dřevěné třísky, hobliny a podobné částice při broušení, zpracování dřeva, pneumatických dopravních systémech a sběru prachu, kde vzduch opouštějící sběrač prachu stále nese zbytkové jemné částice. Geometrie oběžného kola a výběr materiálu v těchto řadách jsou optimalizovány pro provoz se znečištěným proudem vzduchu.

Ventilátory tahu a nuceného tahu kotle (řada G4-73, Y4-73, Y5-47, Y5-48, GG2-10, GY2-10): Navrženo pro specifické požadavky na tlak, teplotu a složení plynu elektráren a průmyslových kotlů. Ventilátory s indukovaným tahem na straně spalin pracují s produkty spalování o vysoké teplotě a vyžadují materiály a uspořádání ložisek vhodné pro zvýšené teploty plynu.

Často kladené otázky

Mohu vyměnit odstředivý ventilátor za axiální, abych ušetřil místo?

Pouze pokud je odpor systému při požadovaném průtoku vzduchu v rámci tlakové kapacity axiálního ventilátoru, typicky pod 300 Pa pro standardní průmyslové axiální ventilátory. Pokud je odpor systému vyšší než tento, nemůže axiální ventilátor vyvinout tlak potřebný k protlačení vzduchu systémem při požadovaném průtoku, bez ohledu na výkon motoru. Před výměnou typů ventilátorů spočítejte odpor systému (nebo jej změřte na stávající instalaci manometrem) a porovnejte jej s křivkou tlak-průtok náhradního ventilátoru v požadovaném provozním bodě. Pokud pracovní bod spadá do křivky axiálního ventilátoru, je náhrada technicky proveditelná. Pokud spadne ven, je nutný odstředivý ventilátor.

Co způsobuje přepětí odstředivého ventilátoru a jak tomu mohu zabránit?

K přepětí v odstředivém ventilátoru dochází, když se provozní bod systému přesune doleva od bodu maximálního tlaku ventilátoru na křivce tlak-průtok – do nestabilní oblasti, kde malá snížení průtoku způsobují velké poklesy tlaku, což vede k pulzujícímu, nestabilnímu průtoku. Přepětí je obvykle způsobeno částečně uzavřenými vstupními nebo výstupními klapkami, které škrtí proudění vzduchu pod stabilní provozní rozsah ventilátoru, nebo systémem, který byl navržen s mnohem vyšším odporem než původní specifikace. Prevence: zajistěte, aby klapky systému umožnily ventilátoru pracovat vpravo od bodu maximálního tlaku za všech očekávaných provozních podmínek a vyvarujte se dlouhodobému provozu při velmi nízkých průtokech.

Jak design lopatek ventilátoru ovlivňuje výkon odstředivých ventilátorů?

Oběžná kola odstředivých ventilátorů jsou k dispozici ve třech orientacích lopatek, z nichž každá poskytuje jiné výkonové charakteristiky. Dopředu zakřivené lopatky produkují vysoký průtok při nižším tlaku a dosahují svého špičkového výkonu v bodě projektovaného průtoku – jsou kompaktní, ale vyžadují pečlivé dimenzování motoru, aby se zabránilo přetížení při vysokých průtokech. Dozadu zakřivené lopatky (dozadu nakloněné) jsou aerodynamicky nejúčinnější, se špičkovou účinností v bodě návrhu a nepřetěžujícími charakteristikami výkonu – jak se průtok zvyšuje nad rámec návrhu, spotřeba energie nestoupá nestabilně. Radiální (rovné) lopatky jsou nejjednodušší a nejrobustnější, používají se v prachem zatíženém a korozivním provozu, kde je odolnost proti znečištění a snadné čištění důležitější než špičková aerodynamická účinnost.

Průmyslové odstředivé ventilátory a axiální ventilátory od společnosti ZhongXing Environmental Protection Machinery

ZhongXing Environmental Protection Machinery Co., Ltd. , se sídlem v Tianmu Lake Industrial Park, Liyang, Jiangsu, vyrábí odstředivé ventilátory pro řadu 4-72, 4-79, 9-19, 9-26, C6-48, C4-73, G4-73, Y4-73, Y5-47 a Y5-48, stejně jako axiální ventilátory, průmyslové aplikace pro sběr prachu, ventilace a výfuky. Všechny produkty nesou certifikaci řízení kvality ISO9001:2015 a evropskou certifikaci CE produktu. Ventilátory jsou k dispozici samostatně nebo jako součást integrovaných systémů sběru prachu kombinující sběrače prachu s pytlovým filtrem, ventilátory a šnekové dopravníky.

Kontaktujte nás, abychom prodiskutovali vaše požadavky na aplikaci a získejte doporučení pro výběr ventilátoru a cenovou nabídku.

Související produkty: Odstředivý ventilátor | Axiální ventilátor | Sáčkový filtr Sběrač prachu | Šnekový dopravník