2016-10-13

CentriFlow 3D – новый шаг в эволюции вентиляторов со свободным колесом

Вентилятор с прямым приводом «свободное колесо» (Plug-fan), благодаря своей простоте исполнения и низкой цене, уже давно стал стандартным решением для вентиляционных установок. На сегодняшний день, если взглянуть на типовую конструкцию рабочего колеса Plug-fan у разных производителей, то можно заметить что она выглядит примерно одинаково.

Компания FläktGroup достигла немалых успехов в производстве энергоэффективного оборудования для вентиляции и кондиционирования. Сохраняя эту тенденцию и продолжая вектор развития по концепции e³, компания представляет новую разработку для вентиляционных установок – вентилятор «свободное колесо» CentriFlow 3D с инновационным рабочим колесом.

 

Основной недостаток типового Рlug-вентилятора – это его низкая эффективность. Поток воздуха, попадая на рабочее колесо, распределяется в радиальном направлении (90° к оси вращения), после чего нужно снова повернуть поток так, чтобы воздух двигался далее по установке. Этот второй поворот достигается за счет удара воздуха о стены секции (рис. 1). Такой процесс порождает множество паразитных завихрений и турбулентных потоков внутри секции, что снижает эффективность вентилятора. Кроме того, поток воздуха ударяется о заднюю стенку рабочего колеса, что приводит к дополнительным потерям напора.

Рис. 2. Крыльчатка Mix Flow

 

Mix Flow – уникальная крыльчатка с комбинированным потоком воздуха

 

Данная конструкция (рис. 2) рабочего колеса является уникальной и запатентованной разработкой FläktGroup, созданной специально для применения в вентиляционных установках.

 

CentriFlow 3D – формирует комбинированный поток воздуха центробежно-осевого направления. Это достигается благодаря закругленной форме рабочего колеса, что снижает потери давления и делает форму потока внутри вентиляторной секции более ламинарной и естественной (рис. 3).

 

Рис. 1. Поток воздуха традиционного вентилятора Рlug-fan

 

 Рис. 3. Поток воздуха CentriFlow 3D

 

В результате удается избежать срыва потока с поверхности лопаток и снизить количество турбулентных завихрений, благодаря чему повышается эффективность вентилятора и одновременно снижается уровень шума.

 

CFD-моделирование профиля потока воздуха

 

Сравнение профилей потоков воздуха можно увидеть с помощью CFD-моделирования на (рис. 4, 5).

 

Рис. 4. Профиль потока традиционного вентилятора Рlug-fan

 

 Рис. 5. Профиль потока CentriFlow 3D

 

Профилированная лопатка Airfoil

 

Для вентилятора CentriFlow 3D инженеры FläktGroup внедрили профилированные лопатки Airfoil. Они имеют полую конструкцию (рис.6) и, как и сама крыльчатка, изготавливаются из алюминия, что делает рабочее колесо легче. Для более точной балансировки рабочего колеса применяется новый цифровой лазерный стенд (рис. 7), что, в сочетании с применением новых лопаток, позволило снизить вибрации до 2,8 мм/с.

 

Рис. 6. Конструкция профилированных лопаток Airfoil

 

 Рис. 7. Цифровой лазерный стенд

 

Испытания CentriFlow 3D и результаты

 

Гарантия заявленных характеристик достигается за счет уникальных высокоточных исследований на собственных испытательных стендах завода FläktGroup, а также заключения независимых экспертных лабораторий, таких как Eurovent.

 

FläktGroup разработала одни из самых передовых лабораторий в мире, в которых есть возможность тестировать не только отдельные изделия, но и целые системы, а также эмитировать практически любые климатические условия, встречающиеся на нашей планете.

 

Eurovent – это независимая европейская организация, которая тестирует образцы вентиляционного оборудование различных производителей, проверяя их на соответствие всем заявленным параметрам. Особенность работы этой организации заключается в том, что образцы оборудования для тестирования представители Eurovent закупают инкогнито на свободном рынке [1]. Поэтому компания-производитель оборудования заранее не знает, какой именно их образец будет испытываться.

 

Если тест пройден успешно, то выдается сертификат Eurovent, который подтверждает, что выбранный образец соответствует заявленным параметрам, декларируемым в техническом каталоге и программе подбора.

 

Нужно отметить, что сертификат выдается на всю линейку оборудования, к которой относятся тестируемые образцы.

 

Новый plug-вентилятор CentriFlow 3D испытывался в собственной лаборатории на заводе FläktGroup в г. Йёнчёпинг (Швеция), а также в техническом исследовательском центре (VTT) в г. Эспо (Финляндия). Согласно европейскому уровню разработки и производства вентиляторов CentriFlow 3D соответствует директиве ErP 2015. Более того, CentriFlow 3D прошел испытания в Институте индустрии сервиса TUV SUD в Мюнхене (Германия). Измеряемые параметры: расход воздуха, развиваемое давление, эффективность вентилятора, частота оборотов, потребление электроэнергии. По результатам испытаний был получен сертификат TUV, подтверждающий, что величина отклонения измеренных параметров от расчетных составляет ±5%.

 

Версии и подбор

 

В программе подбора ACON уже доступны для подбора вентиляционные установки на базе нового plug-вентилятора со всеми типами электродвигателей. Более того, доступна версия со сверхэффективным двигателем класса IE3:
• с AC-двигателем – GMEB;
• с PM-двигателем – GMPM;
• с EC-двигателем – GMEC;

 

PM-моторы – это тип высокоэффективных электромоторов, принцип работы которых основан на постоянных магнитах из редкоземельных элементов. Чаще всего используются неодимовые (железно-боровые). Также эффективность увеличивается за счет синхронного вращения ротора и магнитного поля статора, что исключает запаздывание и снижает потери.

 

IE3 – сверхвысокий класс энергоэффективности электродвигателей. Начиная с 1 января 2017 года все европейские производители двигателей, согласно принятой директиве [2], должны производить электродвигатели класса не ниже IE3, в диапазоне 0,75...375 кВт.

 

Выводы

 

На основе полученных результатов испытаний можно отметить следующие преимущества CentriFlow 3D по сравнению с поколением традиционных вентиляторов со свободным колесом:

 

  • Высокая точность и качество изготовления дают высокий уровень эффективности внутри вентиляционной установки;
  • Повышенная энергетическая эффективность вентилятора – SFP (Specific Fan Power) снижено на 5%;
  • Низкий уровень шума на входе и выходе;
  • Вибрация вентилятора менее 2,8 мм/с;
  • Расход воздуха до 60 000 м³/ч;
  • Доступны версии для горизонтального и вертикального монтажа.

 

CentriFlow 3D – это шаг вперед в разработке и производстве вентиляторов «свободное колесо». Созданный специально для энергоэффективных вентиляционных установок, он отлично подойдет для таких сфер применения, как замена традиционного Рlug-fan, проекты «зеленого» строительства в соответствии с требованиями международной сертификации LEED и BREAM, а также новые объекты с суперсовременными энергосберегающими технологиями XXI века.


Литература:

  1. Courtey S., Salvador D. Приточно-вытяжные установки для помещений жилых зданий. Европейская программа сертификации // АВОК. – 2015. – № 8.
  2. Регламент № 640/2009 Комиссии по регулированию эко-дизайна электродвигателей.