Suure tõhususega madala müratasemega tsentrifugaalventilaatorid usaldusväärseks tööstuslikuks ventilatsiooniks

Usaldusväärne tööstuslik ventilatsioon ei seisne lihtsalt võimalikult suure õhu liikumises. Töötavas tehases peab ventilaator tagama vajaliku õhuvoolu ja staatilise rõhu, hoides samal ajal kontrolli all energiatarbimist, vibratsiooni ja akustilist emissiooni. Siin on eriti kasulikud kõrge efektiivsusega madala müratasemega tsentrifugaalventilaatorid. Õige valik algab süsteemi tegelikust takistusest ja tööpunktist, mitte ei vali ventilaatorit ainult mootori võimsuse või nominaalse õhuvoolu järgi.

Alustage tegelikust ventilaatori tööpunktist

Kui valin tööstusliku ventilatsiooniprojekti jaoks suure tõhususega madala müratasemega tsentrifugaalventilaatorid, määran kõigepealt kindlaks vajaliku õhuvoolu ja kogu süsteemi rõhu. Arvutus peab hõlmama sirge kanali hõõrdumist, põlved, siibrid, filtrid, soojusvahetid, summutid, õhupuhastid ja muud komponendid. Ventilaator, mis on valitud ainult võimsuseks 20 000 m³/h, ilma et oleks kontrollitud, kas süsteem vajab 800 Pa või 2000 Pa, võib kergesti vales kohas tööle hakata.

Oletame näiteks, et töökoja väljalaskesüsteem vajab 20 000 m³/h 1800 Pa juures. Enne ventilaatori valimist mõõdan või arvutaksin kogu kanalisüsteemi rõhukadu. Kui tegelik takistus on 2100 Pa, jätab ventilaatori valimine 1800 Pa alusel ebapiisava töövaru. Teisest küljest võib palju suurema ventilaatori valimine lihtsalt "ohutuse pärast" lükata tööpunkti parima efektiivsusega piirkonnast eemale ning suurendada energiatarbimist ja müra. Seetõttu peaks ventilaatori valik põhinema ventilaatori kõvera ja süsteemikõvera ristumiskohal. 

Miks tuleb tõhusust ja müra koos kaaluda?

Levinud viga on käsitleda tõhusust ja müra kahe täiesti erineva spetsifikatsioonina. Tegelikult mõjutavad ventilaatori kiirus, tiiviku konstruktsioon, õhuvoolu kiirus ja tööpunkt mõlemat. Kõrge efektiivsusega madala müratasemega tsentrifugaalventilaatorid saavutavad tavaliselt parema akustilise jõudluse, kui aerodünaamiline disain võimaldab saavutada vajaliku töö ilma liigse pöörlemiskiiruseta.

Sama õhuvoolu ja rõhu korral võib suurem tiivik, mis töötab madalamal kiirusel, sageli vähendada otsa kiirust ja aerodünaamilist müra võrreldes väiksema ja kiiremini töötava tiivikuga. Tagurpidi kõverdatud või tahapoole kaldu tiivikuid kaalutakse sageli siis, kui nii tõhusus kui ka müra on olulised, kuna nende aerodünaamilised omadused võivad toetada tõhusat töötamist tööstuslikes töökohtades. 

Ärge kasutage ventilaatori vale valiku parandamiseks siibrit

Tihti näen kasutuselevõtul praktilist probleemi: ventilaator toodab tunduvalt rohkem õhuvoolu, kui protsess nõuab, mistõttu operaator sulgeb osaliselt väljalaskeklapi. Kuigi see võib õhuvoolu vähendada, ei paku see tingimata kõige energiasäästlikumat lahendust.

Mõelge ventilaatorile, mis oli algselt kavandatud 24 000 m³/h 1500 Pa juures, samas kui protsess vajab tegelikult 20 000 m³/h rõhul ligikaudu 1500 Pa. Kui ventilaatorit käitab VFD, saab süsteemi püsiva drosseldise asemel hinnata kiiruse vähendamist. Vastavalt ventilaatori afiinsussuhetele varieerub õhuvool ligikaudu kiirusega, rõhk kiiruse ruuduga ja võimsus ligikaudu kiiruse kuubikuga. Seetõttu annab kiiruse vähendamine 1000 p/min pealt umbes 833 p/min esimese järgu õhuvoolu hinnanguks umbes 20 000 m³/h, kuigi lõplikku tööpunkti tuleb siiski kontrollida tegeliku süsteemikõveraga.

See on üks põhjus, miks suure tõhususega madala müratasemega tsentrifugaalventilaatorid töötavad eriti hästi rakendustes, kus ventilatsioonivajadus muutub erinevatel tootmisetappidel. Selle asemel, et töötada pidevalt täiskiirusel ja hajutada liigne rõhk läbi siibri, saab juhtsüsteem reguleerida ventilaatori kiirust vastavalt protsessi nõudlusele.

Praktiline juhtum: müra vähendamine töökoja väljalaskesüsteemis

Siin on tüüpiline inseneri olukord. Metallitöötlemistöökoda vajab väljatõmbeõhku ligikaudu 18 000 m³/h. Algne ventilaator kasutab suhteliselt väikest tiivikut suurel pöörlemiskiirusel. Kasutuselevõtu ajal on mõõdetud õhuvool vastuvõetav, kuid töötajad teatavad liigsest mürast ventilaatoriruumi läheduses.

Selle asemel, et kohe paigaldada suurem summuti, kontrolliksin kõigepealt viit elementi: ventilaatori pöörlemiskiirus, tööpunkt, sisselaskevoolu seisund, väljalaskekanali paigutus ja mehaaniline vibratsioon. Osaliselt blokeeritud sisselaskeava, terav küünarnukk vahetult enne sisselaskeava või järsk tühjendusüleminek võib tekitada turbulentsi ja lisamüra isegi siis, kui ventilaator ise on õigesti valitud.

Suure tõhususega madala müratasemega tsentrifugaalventilaatorite puhul peaks esimene parandussamm olema kindlaks teha, kas ventilaator suudab sobiva suurusega tiivikuga madalamal kiirusel sama ülesannet täita. Teine samm on kanali paigutuse kontrollimine. Kui aerodünaamilised tingimused on kehvad, võib sisse- või väljalaskeava paigutuse korrigeerimine mõnikord olukorda parandada ilma ventilaatorit ennast muutmata. Seetõttu tuleks müra käsitleda pigem süsteemiprobleemina kui lihtsalt ventilaatori tüübisildi spetsifikatsioonina. Ainult dB(A) vaatamise asemel kontrollige helivõimsust Kõrge efektiivsusega madala müratasemega tsentrifugaalventilaatorite määramisel soovitan küsida tootjalt täpselt, kuidas müra väärtus saadi. Ühest "65 dB(A)" numbrist ei piisa tõsise tööstusliku spetsifikatsiooni jaoks, sest helirõhk sõltub mõõtmiskaugusest, ruumi akustikast, paigaldustingimustest ja taustmürast.

Rangete akustiliste nõuetega projekti puhul on kasulikum küsida helivõimsuse andmeid ja võimalusel oktaaviribade teavet. AMCA pakub spetsiaalseid protseduure ja sertifitseerimisprogramme, mis hõlmavad ventilaatorite aerodünaamilisi ja helifunktsioone, sealhulgas AMCA 210 aerodünaamiliseks testimiseks ja AMCA 300/301 heli testimiseks ja hindamiseks.

See muutub oluliseks, kui ventilaator paigaldatakse kontorite, juhtimisruumide, laborite või hõivatud tootmisalade lähedusse. Ventilaator, mis näeb avatud tehase katsekeskkonnas vaikne välja, võib pärast helkurseadmete ruumi paigaldamist tekitada täiesti erineva tajutava mürataseme.

Pöörake tähelepanu sisse- ja väljalaskekanalitele

Isegi hästi läbimõeldud kõrge efektiivsusega madala müratasemega tsentrifugaalventilaatorid võivad halvasti töötada, kui ühendatud torustik tekitab liigset turbulentsi. Praktiliste paigalduste puhul kontrollin ventilaatori sisselaskeava ja lähima põlve, reduktori, siibri või haruühenduse vahelist kaugust.

Näiteks kui põlve paigaldatakse vahetult ventilaatori sisselaskeavast ülesvoolu, võib tiivikusse sisenev õhuvool muutuda väga ebaühtlaseks. Ventilaator võib siiski tekitada vajaliku keskmise õhuvoolu, kuid rõhukadu, vibratsioon ja müra võivad suureneda. Sarnased probleemid võivad tekkida tühjenemisel, kui järsk üleminek põhjustab voolu eraldumise.

Seetõttu tuleks ventilaatori paigaldamist käsitleda tervikliku aerodünaamilise süsteemina. Ventilaatori kõver kujutab ventilaatorit määratletud katsetingimustes; installitud süsteem toob kaasa täiendavaid kadusid ja süsteemiefekte, mida tuleb projekteerimisel arvestada. Ajami paigutuse valimine vastavalt ApplicationDrive'i konfiguratsioonile on veel üks oluline kaalutlus. Otseajamiga ülitõhusad madala müratasemega tsentrifugaalventilaatorid kõrvaldavad rihmad ja rihmarattad, vähendades rihmaga seotud hooldust ja mehaanilisi kadusid. Need on eriti atraktiivsed seal, kus nõutav töökiirus on suhteliselt fikseeritud.

Rihmajamiga ventilaatorid on endiselt kasulikud, kui on vaja kiiruse reguleerimist või mehaanilist paindlikkust. Rihmaratta suhteid saab muuta kasutuselevõtu ajal, kuid rihma pinge, joondamine, laagrite seisukord ja rihma kulumine peavad seejärel saama hooldusprogrammi osaks. Kui kasutatakse VFD-d, tuleb mootorit ja ajamisüsteemi kontrollida ka ettenähtud kiirusvahemikus, selle asemel, et eeldada, et iga standardmootor võib töötada lõputult mis tahes sagedusel.

Tõhusust tuleks kontrollida tegelikus tööpunktis

Teine praktiline viga on ventilaatorite võrdlemine ainult nende maksimaalse efektiivsuse väärtuse järgi. Ventilaatoril võib olla suurepärane tipptõhusus, kuid see töötab kliendi tegelikus paigalduspunktis sellest punktist kaugel.

Näiteks kujutage ette kahte kandidaati kõrge efektiivsusega madala müratasemega tsentrifugaalventilaatorit. Ventilaator A saavutab maksimaalse kasuteguri 20 000 m³/h ja 1800 Pa juures, samas kui ventilaator B saavutab maksimaalse efektiivsuse 26 000 m³/h ja 1800 Pa juures. Kui tehas vajab püsivalt ainult 20 000 m³/h, võib ventilaator A olla paremini vastavuses tegeliku tööülesandega, eeldades, et muud näitajad on sobivad. Seetõttu tuleb õiges võrdluses kasutada tegelikku tööpunkti, mitte pealkirja tõhususe numbrit.

See selgitab ka, miks ülemäärased ohutusvarud võivad muutuda ebaproduktiivseks. Ventilaatori ülemõõtmine võib suurendada algkulusid, mootori suurust, drosseldamisnõudeid ja töömüra, jättes samal ajal ventilaatori parimast tööpiirkonnast eemale. Kasutuselevõtt: enne ventilaatori üleandmist määrake kindlaks baasjoon

Pärast suure tõhususega madala müratasemega tsentrifugaalventilaatorite paigaldamist soovitan salvestada kasutuselevõtu algtaseme, mitte lihtsalt kontrollida, kas ventilaator käivitub edukalt.

Ma salvestaksin vähemalt:

Õhuvool

Ventilaatori staatiline või kogurõhk

Mootori pinge

Mootori vool

Ventilaatori kiirus

Laagri temperatuur

Üldine vibratsioon

Ümbritsev ja protsessiõhu temperatuur

Müra tase määratletud mõõtmiskohtades

Näiteks kui kasutusele võetud ventilaator töötab kiirusel 20 000 m³/h, 1800 Pa, 980 p/min, tuleb mõõdetud mootori vool ja vibratsioon dokumenteerida. Kuus kuud hiljem, kui õhuvool on langenud 18 000 m³/h ja kiirus jääb muutumatuks, on hooldusmeeskonnal võrdluspunkt filtri koormuse, kanali ummistuse, siibri asendi, rihma libisemise, tiiviku kogunemise või süsteemi takistuse muutuste uurimiseks.

Hooldus on endiselt oluline ka pärast tõhusa ventilaatori valimist

Suure tõhususega madala müratasemega tsentrifugaalventilaatorite tõhusust ei saa säilitada ainult ventilaatori konstruktsiooniga. Töörattale kogunev tolm võib muuta rootori tasakaalu ja aerodünaamilist jõudlust. Lahtised vundamendipoldid võivad tekitada mehaanilist vibratsiooni. Valesti joondatud rihmad võivad suurendada laagrite koormust, samas kui halvenenud laagrid võivad tekitada nii vibratsiooni kui ka müra.

Tolmustes tööstuslikes rakendustes soovitan ülevaatusintervalli kehtestada tegelike töötingimuste alusel, mitte kasutada suvalist kalendriperioodi. Kontrollige ülevaatuse ajal tiiviku puhtust, labade seisukorda, võlli seisukorda, laagri temperatuuri, laagrite vibratsiooni, rihma pinget, siduri joondamist ja vundamendi kinnitusi.

Kui ventilaator pärast mitmekuulist töötamist märgatavalt valjemaks muutub, ei eeldaks ma kohe, et aerodünaamiline disain on ebaõnnestunud. Mehaanilist tasakaalustamatust, laagrite riknemist, tiiviku ladestumist, lahti tulnud komponente ja kanali takistuse muutusi tuleks süstemaatiliselt kontrollida.

Praktilise valiku kontrollnimekiri

Enne suure tõhususega madala müratasemega tsentrifugaalventilaatorite tellimist kinnitan tarnijaga järgmise teabe:

Nõutav õhuvool m³/h või CFM.

Nõutav staatiline või kogurõhk Pa või tollides w.g.

Õhu temperatuur ja tihedus.

Tolm, niiskus, söövitavad gaasid või muud saasteained.

Nõutav töökiirus.

Mootori võimsus, pinge, sagedus ja efektiivsusklass.

Otseajam või rihmülekanne.

VFD tööpiirkond, kui see on kohaldatav.

Maksimaalne lubatud helitase ja mõõtmismeetod.

Tööratta materjal ja korpuse materjal.

Fänni jõudluse kõver.

Tõhusus tegelikus töökohas.

Nõuded vibratsioonile ja tasakaalustamisele.

Paigaldussuund ja kanali mõõtmed.

Hooldusjuurdepääsu ja asendamise nõuded.

Eesmärk ei ole lihtsalt osta ventilaatorit, mida reklaamitakse kui "kõrge efektiivsusega" või "madala müratasemega". Tegelik eesmärk on valida ventilaator, mis töötab tõhusalt ja akustiliselt tegelikus tööstuslikus ventilatsioonisüsteemis.

Järeldus

Suure tõhususega madala müratasemega tsentrifugaalventilaatorid suudavad tagada praktilise tasakaalu õhuvoolu jõudluse, energiatarbimise, akustilise juhtimise ja pikaajalise töökindluse vahel. Võti ei ole üks komponent või spetsifikatsioon. Lõpptulemust mõjutavad ventilaatori suurus, tiiviku geomeetria, pöörlemiskiirus, süsteemi takistus, kanali disain, ajami paigutus, mootori valik ja hooldus.

Minu kogemuse kohaselt on kõige usaldusväärsem lähenemine otsekohene: määrake täpselt tööpunkt, arvutage kogu süsteemi takistus, valige ventilaator selle tõhusa tööpiirkonna lähedal, reguleerige kiirust, kui protsess nõuab muutuvat õhuvoolu, ning kontrollige kasutuselevõtu ajal õhuvoolu, rõhku, vibratsiooni, temperatuuri, võimsust ja müra. Selline lähenemine muudab "madala müratasemega fänni" turunduskirjeldusest mõõdetavaks inseneritulemuseks.