V oblasti ventilačních zařízení jsou ventilátory s příčným prouděním a odstředivé ventilátory dva běžné typy ventilátorů, které hrají významnou roli v různých scénářích, jako je průmyslová výroba, domácí spotřebiče a komerční budovy. Ačkoli oba přebírají úkol přepravy plynu, kvůli rozdílům v pracovních principech a konstrukčních řešeních existují významné rozdíly ve výkonnostních parametrech a aplikačních scénářích.
1. Princip činnosti
Thepříčný ventilátor, také známý jako tangenciální dmychadlo, má jedinečný pracovní princip, kdy vzduch prochází oběžným kolem dvakrát. Jeho oběžné kolo je obecně vícelisté a dlouhého válcového tvaru, bez předních a zadních kotoučů. Když se oběžné kolo otáčí, proud vzduchu vstupuje do mřížky lopatek z otevřené části oběžného kola, prochází vnitřkem oběžného kola a je vypouštěn z druhé strany mřížky lopatek a vytváří pohyb proudění vzduchu oběžným kolem, stejně jako voda proudící vodním potrubím. Tento speciální pracovní režim umožňuje generovat rovnoměrné a ploché proudění vzduchu.
Princip práce aodstředivý ventilátorje založen na odstředivé síle. Oběžné kolo ventilátoru se otáčí vysokou rychlostí poháněné elektromotorem. Plyn, který vyplňuje lopatkové kanály, je působením odstředivé síly vrhán ze středu oběžného kola k vnějšímu okraji oběžného kola, tlak stoupá a opouští oběžné kolo vysokou rychlostí a vstupuje do spirály. Ve volutě se plyn s postupným roztahováním průtokového kanálu zpomaluje a část jeho kinetické energie se přeměňuje na energii statického tlaku. Nakonec se z ventilátoru vypustí tangenciálně. Když se plyn z oběžného kola vypustí, vytvoří se ve středu oběžného kola podtlak. Působením atmosférického tlaku vnější plyn vstupuje do oběžného kola a plynule dopravuje plyn.
2. Výkonové parametry
A. Objem vzduchu: Objem vzduchu se vztahuje k objemu plynu dopravovaného ventilátorem za jednotku času a jednotka je obvykle metry krychlové za hodinu (m³/h). Díky svým konstrukčním vlastnostem má ventilátor s příčným prouděním rovnoměrnou distribuci vzduchu a může vytvářet velký objem vzduchu. Rozsah objemu vzduchu jednoho ventilátoru je však obvykle relativně malý. Objem vzduchu ventilátoru s příčným prouděním běžně používaného ve vnitřních jednotkách domácích klimatizačních jednotek je obecně mezi 300 a 1500 m³/h. Rozsah objemu vzduchu odstředivých ventilátorů je mnohem širší. Objem vzduchu malých radiálních ventilátorů může být jen několik desítek metrů krychlových za hodinu, zatímco objem velkých průmyslových radiálních ventilátorů může dosáhnout několika set tisíc metrů krychlových za hodinu.
b. Tlak větru: Tlak větru se používá k měření schopnosti ventilátoru překonat odpor, přičemž jednotka je PASCAL (Pa). Tlak větru ventilátoru s příčným prouděním je relativně nízký, obecně se pohybuje od desítek do stovek pascalů. Je to proto, že jeho jedinečný vzor pohybu proudění vzduchu způsobuje značné energetické ztráty během procesu proudění plynu. Odstředivé ventilátory mají zjevné výhody při vytváření tlaku vzduchu a mohou produkovat relativně vysoký tlak vzduchu. Rozsah tlaku vzduchu středotlakých a nízkotlakých odstředivých ventilátorů je obecně 98 až 1470 Pa, zatímco u vysokotlakých odstředivých ventilátorů může přesáhnout 3000 Pa. Jsou vhodné pro ventilační systémy, které potřebují překonat výrazný odpor.
C. Rychlost otáčení: Rychlost otáčení se týká počtu otáček oběžného kola ventilátoru za minutu, přičemž jednotkou jsou otáčky za minutu (ot./min). Pro zajištění stability a rovnoměrnosti proudění vzduchu je rychlost otáčení ventilátoru s příčným prouděním relativně nízká, obecně se pohybuje od 800 do 2000 ot/min. Rozsah otáček odstředivých ventilátorů je poměrně široký. Rychlost otáčení malých odstředivých ventilátorů může být mezi 1000 a 3000 ot./min., zatímco velké odstředivé ventilátory mají vzhledem ke své větší velikosti relativně nižší rychlosti otáčení, aby byla zajištěna provozní stabilita, kolem několika stovek otáček za minutu.
d. Účinnost: Účinnost ventilátoru odráží jeho schopnost přeměnit vstupní výkon na efektivní výkon. Obecně lze říci, že odstředivé ventilátory mají za konstrukčních podmínek relativně vysokou účinnost, dosahující 70 % až 90 %, což je přičítáno jejich relativně vyspělé konstrukci a stabilnímu režimu pohybu proudění vzduchu. V důsledku složitého proudění vzduchu v oběžném kole utrpí ventilátory s příčným prouděním značné energetické ztráty a mají relativně nízkou účinnost, typicky v rozmezí od 30 % do 60 %.
3. Scénáře aplikací
Díky vlastnostem velkého objemu vzduchu, rovnoměrnému proudění vzduchu a kompaktní konstrukci ventilátorů s příčným prouděním jsou široce používány v domácích spotřebičích, jako jsou vnitřní jednotky klimatizací, vzduchové clony a teplovzdušné ventilátory. Ve vnitřní jednotce klimatizace může ventilátor s příčným prouděním rovnoměrně vyfukovat studený vzduch generovaný výparníkem, čímž se dosáhne cirkulace vnitřního vzduchu a regulace teploty. Vzduchová clona může vytvořit jednotnou vzduchovou clonu pomocí ventilátoru s příčným prouděním, který účinně blokuje výměnu studeného a horkého vzduchu mezi vnitřním a venkovním prostorem a hraje roli při úsporách energie a izolaci prachu.
Radiální ventilátory se svými výhodami vysokého tlaku vzduchu a širokým rozsahem objemu vzduchu zaujímají důležité postavení v oborech, jako je průmyslová ventilace, klimatizační systémy a zařízení na odstraňování prachu. V průmyslových závodech se odstředivé ventilátory používají k odstranění škodlivých plynů a prachu, aby byla zajištěna kvalita vzduchu uvnitř závodů. Ve velkých centrálních klimatizačních systémech mohou odstředivé ventilátory překonat odpor potrubí a dosáhnout dálkové dopravy vzduchu. V zařízení na odstraňování prachu poskytuje odstředivý ventilátor dostatečný tlak vzduchu, aby umožnil prašnému plynu projít zařízením na odstraňování prachu, čímž se dosáhne oddělení prachu a plynu.
4. Výhody a nevýhody
Výhody ventilátorů s příčným prouděním: Kompaktní konstrukce a malý prostor; Proud vzduchu je rovnoměrný a může tvořit plochý proud vzduchu, takže je vhodný pro příležitosti s vysokými požadavky na rovnoměrnost proudění vzduchu. Provozní hluk je relativně nízký, takže je vhodný pro domácí použití a prostředí citlivé na hluk.
Nevýhody ventilátorů s příčným prouděním: Mají relativně nízký tlak vzduchu a nejsou vhodné pro přepravu na dlouhé vzdálenosti nebo situace, kdy je třeba překonat značný odpor. Účinnost je relativně nízká a spotřeba energie vysoká. Objem vzduchu jednoho ventilátoru je omezený a je obtížné splnit požadavky velkého objemu vzduchu a vysokého tlaku vzduchu.
Výhody odstředivých ventilátorů: Vysoký tlak vzduchu, schopný překonat značný odpor a dosáhnout dálkové dopravy plynu. Rozsah objemu vzduchu je široký, což může splňovat požadavky na ventilaci různých měřítek. Má vysokou účinnost a dobrý energeticky úsporný účinek. Technologie je vyspělá, s bohatou škálou produktů a silnou selektivitou.
Nevýhody odstředivých ventilátorů: poměrně složitá konstrukce, velký objem a zabírají hodně místa. Hluk je během provozu poměrně vysoký a je třeba přijmout opatření pro zvukovou izolaci. Cena je poměrně vysoká, zejména u velkých vysokotlakých radiálních ventilátorů.
