Wentylatory w urządzeniach HVACR – rozwiązania i kierunki rozwoju

Charakterystyki urządzeń z tego typoszeregu są bardziej strome niż dla porównywalnych klasycznych wentylatorów osiowych
Charakterystyki urządzeń z tego typoszeregu są bardziej strome niż dla porównywalnych klasycznych wentylatorów osiowych
fot. Joanna Ryńska

Urządzenia i instalacje HVACR powinny być coraz bardziej wydajne, energooszczędne, ciche i dające szerokie możliwości regulacji i sterowania. W wielu przypadkach podstawowym podzespołem warunkującym te cechy jest wentylator. Rynek, zaczynając od spełniania europejskich wymagań prawnych, wciąż zaskakuje ciekawymi rozwiązaniami tych urządzeń.

Rozwój wentylatorów od kilku lat nieodmiennie warunkują zapisy dwóch europejskich aktów prawnych – tzw. ekoprojektu (dyrektywy unijnej, która reguluje projektowanie produktów w zakresie ich wpływu na środowisko) [4] oraz rozporządzenia do tej dyrektywy, odnoszącego się szczegółowo właśnie do wentylatorów [5]. Od 2015 roku urządzenia wprowadzane na rynek wspólnotowy muszą się cechować sprawnością minimalną będącą funkcją mocy wentylatora. Dla renomowanych producentów wymagania te są nie tyle szczytem możliwości, co podstawą do tworzenia bardziej zaawansowanych rozwiązań, przeznaczonych nie tylko do nowych instalacji, ale też do łatwej wymiany urządzeń w instalacjach istniejących.

Silniki EC dla energooszczędności

Podstawą spełnienia wymogów dotyczących energooszczędności jest stosowanie odpowiednich silników. Od 2017 roku wszystkie silniki o mocach od 0,75 do 375 kW muszą mieć klasę sprawności energetycznej IE3 (Premium Efficiency) albo – jeśli są wyposażone w bezstopniowy regulator prędkości (np. falownik) – klasę IE2 (High Efficiency) [6]. Od ponad 15 lat nie wymyślono jeszcze rozwiązania mającego większy wpływ na efektywność energetyczną urządzenia elektrycznego niż silnik elektronicznie komutowany (EC) z napędem bezpośrednim. Rozwiązanie to daje możliwość sterowania prędkością obrotową wentylatora, przy jednoczesnej wysokiej sprawności i utrzymywaniu optymalnego punktu pracy. Dzięki tej precyzyjnej, bezstopniowej regulacji pozwalają one na obniżenie zużycia energii o 40–60% w porównaniu do swoich odpowiedników AC, zapewniając jednocześnie większą sprawność. Nic dziwnego, że większość producentów rozszerza swoje portfolio urządzeń z silnikami EC.

Konstrukcja wirnika wentylatora

Drugim aspektem poprawy efektywności wentylatorów jest ulepszanie ich charakterystyki aerodynamicznej. Jak pokazują doświadczenia firmy FläktGroup, poprawa tej charakterystyki pozwala zmniejszyć zużycie energii nawet o 24% (średnio 17%), przyczyniając się do większej sprawności wentylatora, sięgającej 82%. Jest to obszar związany przede wszystkim z konstrukcją wirnika, m.in. obniżaniem jego oporów przepływu i tworzeniem optymalnych warunków przepływu powietrza przez stosowanie odpowiednich materiałów i rozwiązań konstrukcyjnych.

Największe pole manewru daje optymalizacja konstrukcji, liczby i geometrii łopatek wentylatora. Przykładowo stosowanie płyty zaciskowej pozwala dopasować kąt nachylenia łopatek do wymaganego punktu pracy, dzięki czemu wentylator jest dostosowany do rzeczywistych warunków montażowych i jego potencjał jest w pełni wykorzystany. W procesie doskonalenia urządzeń zdarza się też tak, że zmiany konstrukcyjne wpływają na wiele aspektów pracy wentylatora, choć punktem wyjścia był pojedynczy wymóg, np. poprawa odporności mechanicznej związanej z warunkami pracy danego urządzenia. Przykładowo wentylatory w parownikach w obiegach chłodniczych muszą często pokonać duże opory przepływu wynikające ze szronienia wymiennika i zatykania kanałów powietrznych.

Świeża – z marca 2020 r. – nowinka to wentylator osiowy AxiEco Protect od ebm-papst dostępny w wersji AC i EC w średnicach 300, 350, 400, 450 i 500, który łączy dużą stabilność w warunkach wysokiego ciśnienia i wysoką sprawność.

Czytaj też: Modelowanie wentylacji >>

Charakterystyki urządzeń z tego typoszeregu są bardziej strome niż dla porównywalnych klasycznych wentylatorów osiowych. Wynika to z nietypowego rozwiązania konstrukcyjnego – krawędzie łopatek przechodzą bezpośrednio w zintegrowany pierścień dyfuzora – między dyszą a wirnikiem nie ma przerwy. Połączenie wirnika, pierścienia dyfuzora i piasty w jednym kompaktowym urządzeniu zapobiega napływowi na krawędzie łopatek, co przyczynia się do zwiększenia sprawności urządzenia i ograniczenia powstającego hałasu. Podobnie jest z zadaniami pierścienia dyfuzyjnego – zwiększając ciśnienie, ogranicza zarówno stratę na wyjściu, jak i hałas. Natomiast wydłużenie czasu między cyklami odmrażania parownika zwiększa żywotność urządzenia, poprawia jego ogólną sprawność i podnosi efektywność energetyczną.

Nowe wentylatory dla istniejących instalacji

Efektywność energetyczną w kontekście urządzeń HVACR należy rozpatrywać jednak nie tylko przez pryzmat instalacji nowych, spełniających zarówno wymagania prawne, jak i oczekiwania inwestora czy użytkownika. Ogromne pole do działania dają instalacje istniejące. Często są one oparte na solidnych urządzeniach, jednak jak na obecne rozwiązania techniczne dość wiekowych i odstających od współczesnych wymagań w zakresie regulacji, adaptacji do bieżących warunków pracy i energooszczędności. Właściciele obiektów z takimi instalacjami niejednokrotnie, często w wyniku audytu energetycznego swojego obiektu, poszukują rozwiązań, dzięki którym będzie można w prosty, stosunkowo szybki i relatywnie tani sposób zmodernizować istniejące wyposażenie techniczne budynku. Szwedzka firma wykonawcza Mälarenergi Energy Services, specjalizująca się w modernizacjach instalacji pod kątem oszczędności energii, ocenia na podstawie własnych doświadczeń, że dzięki modernizacji instalacji wentylacyjnej klienci zużywają średnio o 25–30% energii mniej, a rekordziści nawet o 50–60% [1].

Jeśli w instalacji wentylacyjno-klimatyzacyjnej, szczególnie obiektu użyteczności publicznej, pracują duże wentylatory promieniowe starego typu lub wielkogabarytowe centrale wentylacyjne, ciekawym i skutecznym rozwiązaniem mogą być tzw. ściany wentylatorowe. Są to modułowe konstrukcje złożone z jednakowych wentylatorów połączonych równolegle, fabrycznie przygotowane do różnych rozwiązań montażowych. Z punktu widzenia inwestora często ważny jest właśnie sposób wymiany rozwiązania. W istniejącej centrali wentylacyjnej, jak wskazuje firma Rosenberg [2], konieczne może być wymontowanie całej sekcji wentylacyjnej, ale ponowne zamontowanie w niej dużego wentylatora może się okazać utrudnione.

Modułowa konstrukcja ściany wentylatorów pasuje do przekroju poprzecznego centrali, a wentylatory w odpowiednich obudowach łatwo łączy się ze sobą w pionie i poziomie. Trywialnym, ale z praktycznego punktu widzenia ważnym zagadnieniem jest fakt, że moduł zmieści się w standardowych drzwiach. Dwie osoby są w stanie w ciągu jednego dnia (co oznacza bardzo krótki przestój) zamontować urządzenia bezpośrednio w obiekcie.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[wentylacja, system hvacr, instalacje hvacr, dobór wentylatorów, wentylator, energooszczędność, instalacja wentylacyjno-klimatyzacyjna, urządzenie hvacr]

   22.04.2020

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie



Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Zbliża się zima 100-lecia? Z jakim urządzeniem zaoszczędzisz najwięcej »

oszczednosc energii



O czym dowiesz się na międzynarodowym spotkaniu instalatorów »

Czy wiesz, na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora i dostaniesz 500zł »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 



Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
9/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 9/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Instalacje PV z magazynami energii
  • - Wentylacja obiektów gastronomicznych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl