Średniociśnieniowe wentylatory promieniowe RadiPac, o szerokim zakresie wydajności

Połączenie technologii EC z nowymi łopatkami
W branży wentylacyjnej, klimatyzacyjnej i chłodniczej projektanci i operatorzy często odkrywają, że wentylatory zainstalowane w ich sprzęcie są hałaśliwe lub mniej wydajne energetycznie niż oczekiwano. Często winą obciąża się warunki instalacji, ponieważ mogą one mieć negatywny wpływ na zużycie energii, zapewnienie odpowiedniej ilości powietrza i emisję hałasu. Wirnik, silnik, elektronika sterująca i obudowa wentylatora są zoptymalizowane pod względem efektywności energetycznej i emisji hałasu, ale nie należy lekceważyć rzeczywistych warunków instalacji w centralach wentylacyjnych AHU.

Firma ebm-papst, specjalizująca się w produkcji silników i wentylatorów, kładzie szczególny nacisk na rozwój potencjału swoich produktów. Po wprowadzeniu na rynek serii wentylatorów odśrodkowych RadiPac, która jest obecnie rozwijana wraz z nowymi modelami o rozmiarach od 630 do 1000 (rys. 1). Dzięki wielu usprawnieniom aerodynamicznym, wszystkie wentylatory z tej serii pracują z szerokim zakresem sprawności, a także posiadają inne praktyczne cechy. Dzięki mocy napędowej od 500 watów do 12 kilowatów i rozmiarom od 250 do 1000, można teraz osiągnąć wydajność powietrza do 40 000 m³/h.

Rys. 1: Po ustabilizowaniu ich pozycji na rynku, do serii wentylatorów odśrodkowych RadiPac ponownie dodano nowe modele. Dzięki mocy napędowej od 500 watów do 12 kilowatów i rozmiarom od 250 do 1000, można teraz osiągnąć wydajność powietrza do 40 000 m³/h.

Przebudowa wirnika – nowe łopatki wygięte do tyłu

Sprawność silników jest już znacznie wyższa od wartości wymaganych przez klasę sprawności IE4. Ale większa sprawność silnika nie gwarantuje równie wysokiej ogólnej efektywności systemu. Poza silnikiem, należy wziąć pod uwagę wirnik wentylatora, jego obudowę, a nawet warunki jej instalacji, analizując sytuację energetyczną, jeśli rzeczywiście ma być osiągnięty cały potencjał oszczędności energii.

W tym celu inżynierowie firmy ebm-papst dokonali pełnej aerodynamicznej optymalizacji wentylatorów RadiPac, koncentrując się na wlocie powietrza, położeniu silnika w wirniku, profilu łopatek i kanale powietrza w wirniku. Zaprojektowali pierścień wlotowy wirnika i jego aerodynamicznie zoptymalizowane łopatki. Skorygowali pozycję silnika w wirniku w celu uzyskania dobrego kompromisu pomiędzy kompaktowością całego zespołu wentylatora, a najbardziej korzystną aerodynamicznie lokalizacją silnika z wirnikiem. Wygięte do tyłu aluminiowe łopatki w wirniku zapewniają lepszą wydajność (rys. 2). Wirniki RadiPac Airfoil są obecnie lżejsze i sztywniejsze. Osiągnęły one dalsze zmniejszenie strat ciśnienia na wlocie, a także poprawiły charakterystykę wypływu dzięki tylnej krawędzi i zintegrowanemu dyfuzorowi promieniowemu. Zmniejsza to odchylenie i straty ciśnienia, gdy wentylator jest zainstalowany w klimatyzatorze (rys. 3).

Rys. 2: Począwszy od wielkości 310, wirniki mają nowe łopatki aluminiowe odchylone do tyłu dla zwiększenia efektywności. Na rysunku po prawej stronie przedstawiono rozkład ciśnienia; niskie ciśnienie jest wyświetlane na niebiesko, a wysokie ciśnienie – na czerwono.

Rys. 3: Ugięcie i straty ciśnienia są redukowane, gdy zoptymalizowane wentylatory montowane są w klimatyzatorach. 

Zamiana koła w kwadrat - praktyczna sześcienna konstrukcja

Inżynierowie zastanawiali się również nad praktycznymi sposobami transportu i instalacji wentylatorów. Rozmiary 630 i większe to układ składający się z sześciennych elementów kładzionych na sobie, który zapewnia użytkownikom przejrzyste korzyści przy instalacji, bezpieczeństwo podczas transportu i mniej odpadów opakowaniowych. Mogą one być również elastycznie zamontowane z poziomym lub pionowym wałem silnika. Konstrukcja umożliwia odizolowanie wentylatora od otoczenia za pomocą izolatorów gumowych w celu zapewnienia jeszcze cichszej pracy. Nadal dostępny jest opcjonalny zestaw profili prowadnicy do prostej instalacji modułów odśrodkowych z konstrukcją nośną i elementami sprężynowymi. Nie ma powodów do obaw o straty przepływu dzięki specjalnej konstrukcji. W zależności od warunków montażu, wentylatory odśrodkowe są również dostępne ze sprawdzonymi wspornikami (rys. 4).

Rys. 4: Rozmiary 630 i większe mają kształt sześcienny. W zależności od warunków montażu, wentylatory odśrodkowe są również dostępne ze sprawdzonymi wspornikami.

Szeroki zakres optymalnej efektywności

Podsumowując, wszystkie te czynniki zwiększyły efektywność wentylatorów RadiPac o ponad 13% w porównaniu z poprzednimi modelami. Ponadto, szeroki zakres optymalnych osiągów o statycznej sprawności całkowitej wynoszącej 68% umożliwia wentylatorom pracę przy minimalnym zużyciu energii praktycznie we wszystkich punktach roboczych. Nie ma również nieprzyjemnych niespodzianek jeśli chodzi o hałas (rys. 5). Planowany punkt pracy systemu może się zmieniać na przykład w wyniku zmian w prowadzeniu przewodów. Innym powodem zmiany oryginalnych punktów roboczych może być stopniowe zatykanie filtrów w centrali AHU. Niezbędna dla szerokiego, optymalnego zakresu wydajności wentylatorów RadiPac jest idealna interakcja wszystkich elementów wentylatora. Dzięki wysokiej sprawności, prostej obsłudze i niewielkich rozmiarach, te średniociśnieniowe wentylatory odśrodkowe doskonale nadają się do wielu zastosowań wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

 Rys. 5: Szeroki, optymalny zakres efektywności przy statycznej ogólnej sprawności do 68% umożliwia wentylatorom pracę przy minimalnym zużyciu energii, praktycznie w każdym punkcie pracy i zapobiega nieprzyjemnym niespodziankom związanym z hałasem. 

Korekcja współczynnika mocy

Ogólnie mówiąc, gdy kilka wentylatorów EC pracuje równolegle, aktywna korekcja współczynnika mocy (PFC) może chronić przed niepożądanymi zniekształceniami harmonicznymi. PFC przekształca impulsowy prąd wejściowy silników EC na prąd sinusoidalny, który jest następnie przesuwany tak, że jest w fazie z napięciem. To znacznie zmniejsza zawartość harmonicznych zasilacza, co umożliwia spełnienie wymagań normy EN 61000-3-2 bez modyfikacji projektowych. Zmniejsza także wartości szczytowe prądu wejściowego, a w wielu zastosowaniach użytkownicy mogą wybrać przewody zasilające wentylatory o mniejszym przekroju poprzecznym.

Proste uruchomienie typu “plug & play”

Praktyczne doświadczenia wielokrotnie wskazywały, że w wentylatorach nowoczesne napędy EC są znacznie bardziej energooszczędne niż konwencjonalne napędy AC, które wciąż są często stosowane w urządzeniach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Uregulowania takie jak niemieckie “Energiesparverordnung” (rozporządzenie w sprawie oszczędzania energii, zwane “EnEV”) oraz dyrektywa ErP (dyrektywa dotycząca produktów związanych z energią) również przyczyniły się do zwiększenia popularności technologii EC. Uruchomienie wentylatorów RadiPac z technologią GreenTech EC jest proste, nie wymaga kosztownego dostrajania ani dodatkowych uziemień i ekranowania, ponieważ elektronika sterująca i silniki EC są idealnie dopasowane. Dzięki płynnie regulowanej kontroli prędkości typowej dla silników EC, moc wentylatora może być precyzyjnie dostosowana do indywidualnych potrzeb, z komunikacją poprzez wejście 0-10 V lub MODBUS RTU.