Ventilatorji in elektromotorji
Ventilator je del naprave, ki skrbi za gibanje zraka, elektromotor pa zagotavlja njegov pogon.
Različne izvedbe ventilatorjev in motorjev niso namenjene enakim pogojem delovanja.
Izbira je odvisna od vrste naprave, načina vgradnje, potrebnega pretoka in tlaka, možnosti regulacije,
porabe električne energije in zahtev glede hrupa.
Kakšna je razlika med aksialnim in radialnim ventilatorjem?
Pri aksialnem ventilatorju zrak teče pretežno v smeri osi ventilatorja. Takšna izvedba je primerna predvsem tam, kjer želimo premakniti večjo količino zraka in sistem nima velikih uporov. Zato jih pogosto srečamo pri napravah, ki zrak vpihujejo neposredno v prostor.
Pri radialnem ventilatorju zrak vstopa v smeri osi, nato pa ga ventilatorsko kolo usmeri navzven. Takšna zasnova omogoča doseganje višjih tlakov in je zato primernejša za naprave, kjer mora zrak premagovati večje upore – na primer kanale, filtre, prenosnike toplote in druge elemente sistema.
Zato vprašanje ni, kateri ventilator je boljši, ampak kateri tip ventilatorja je primeren za konkretno napravo in način njene uporabe.
Kaj pomeni direktni pogon ventilatorja?
Pri direktnem pogonu je ventilatorsko kolo neposredno povezano z elektromotorjem oziroma nameščeno na njegovi gredi. Med motorjem in ventilatorjem zato ni jermenov in jermenic.
Takšna izvedba ima manj mehanskih delov, zato je konstrukcija praviloma preprostejša in zahteva manj vzdrževanja. Ker ni jermenskega prenosa, tudi ni izgub zaradi zdrsa jermena, njegovega napenjanja ali obrabe.
Način regulacije je odvisen od vrste motorja in njegove izvedbe. Pri sodobnih motorjih lahko hitrost ventilatorja spreminjamo elektronsko in tako prilagajamo njegovo delovanje dejanskim potrebam sistema.
Prednost direktnega pogona so predvsem preprostejša konstrukcija, manj mehanskih delov in manj vzdrževanja.
Klasične direktno gnane izvedbe pogosto srečamo pri napravah z manjšimi tlačnimi zahtevami, medtem ko se je pri večjih ventilatorjih in višjih potrebnih tlakih tradicionalno pogosto uporabljal jermenski pogon.
Kaj pomeni jermenski pogon ventilatorja?
Pri jermenskem pogonu elektromotor in ventilatorsko kolo nista neposredno povezana. Motor poganja ventilator preko jermenic in enega ali več jermenov.
Velika prednost takšne izvedbe je možnost prilagajanja vrtljajev ventilatorja z izbiro različnih premerov jermenic. Tako je bilo mogoče karakteristiko ventilatorja prilagoditi potrebam sistema tudi brez elektronske regulacije vrtljajev motorja.
Jermenski pogon pa vsebuje več mehanskih delov. Jermene je treba pravilno napeti in preverjati njihovo stanje, saj se med uporabo obrabljajo. Nepravilna napetost ali obraba lahko vplivata na prenos moči, hrup in zanesljivost delovanja.
Jermenski pogon omogoča mehansko prilagajanje vrtljajev ventilatorja, vendar zahteva več vzdrževanja kot direktni pogon.
Kaj je Plug Fan?
Plug Fan je radialni ventilator brez spiralnega ohišja. Ventilatorsko kolo z motorjem je vgrajeno neposredno v napravo, zrak pa po izstopu iz ventilatorskega kolesa prehaja v prostor oziroma sekcijo naprave.
Takšna izvedba je posebej primerna za klimatske in prezračevalne naprave, kjer želimo kompaktno konstrukcijo, dobro izkoristiti razpoložljivi prostor in omogočiti enostavno regulacijo pretoka zraka.
Plug Fan je lahko opremljen z različnimi vrstami pogona. Pri sodobnih izvedbah je elektromotor pogosto neposredno povezan z ventilatorskim kolesom, zato odpadejo jermeni in jermenice. To pomeni manj mehanskih delov, manj vzdrževanja in brez izgub zaradi jermenskega prenosa.
Plug Fan torej ni posebna vrsta pretoka zraka, ampak konstrukcijska izvedba radialnega ventilatorja, prilagojena vgradnji v napravo.
Kakšna je razlika med AC in EC motorjem?
AC motor deluje na izmenični tok in je dolgo predstavljal običajno rešitev za pogon ventilatorjev. Pri klasičnih izvedbah je regulacija vrtljajev omejena oziroma zahteva dodatne načine regulacije, odvisno od vrste motorja.
EC motor je elektronsko komutiran motor z vgrajeno elektroniko, ki omogoča učinkovito in natančno spreminjanje vrtljajev. Ventilator lahko zato lažje prilagaja količino zraka dejanskim potrebam sistema.
Pomembna prednost EC motorjev je predvsem pri delovanju z zmanjšanimi vrtljaji, kjer lahko dosežemo nižjo porabo električne energije in bolj prilagodljivo regulacijo.
AC in EC zato ne pomenita različnih vrst ventilatorja, ampak različni tehnologiji njegovega pogona.
Zakaj je regulacija vrtljajev ventilatorja pomembna?
Ventilatorju ni treba vedno delovati z največjimi vrtljaji. Potrebna količina zraka se lahko spreminja glede na temperaturo prostora, obremenitev sistema, način uporabe ali zahtevo regulacije.
Z zmanjšanjem vrtljajev zmanjšamo pretok zraka in praviloma tudi potrebno električno mo č ventilatorja. Hkrati se lahko zmanjšata hrup in hitrost zraka, zato naprava pri delni obremenitvi deluje mirneje.
Pri sodobnih sistemih zato regulacija ventilatorja ni namenjena samo vklopu in izklopu, ampak prilagajanju njegovega delovanja trenutnim potrebam sistema.
Kako vrtljaji ventilatorja vplivajo na porabo električne energije?
Pri ventilatorju zmanjšanje vrtljajev ne pomeni samo manjšega pretoka zraka, ampak se lahko zelo izrazito zmanjša tudi potrebna moč motorja.
Pri istem ventilatorju in primerljivih pogojih približno veljajo ventilatorski zakoni: pretok zraka se spreminja približno sorazmerno z vrtljaji, tlak s kvadratom vrtljajev, potrebna moč pa približno s tretjo potenco vrtljajev.
To pomeni, da lahko že zmerno zmanjšanje vrtljajev povzroči veliko zmanjšanje potrebne moči. Če ventilatorju na primer zmanjšamo vrtljaje na približno 80 %, je lahko potrebna moč teoretično le okoli polovice prvotne vrednosti.
V praksi na dejanski prihranek vplivajo ventilator, motor, regulacija in sistem, vendar osnovno pravilo ostaja:
ventilator, ki večino časa deluje samo toliko, kolikor sistem dejansko potrebuje, lahko porabi bistveno manj energije kot ventilator, ki stalno deluje s polnimi vrtljaji.
Od česa je odvisen hrup ventilatorja?
Hrup ventilatorja ni odvisen samo od njegove velikosti ali moči motorja. Pomembni so tudi vrtljaji, oblika ventilatorskega kolesa, pretok zraka, delovna točka, način vgradnje in upor zračnega sistema.
Z višanjem vrtljajev se hrup praviloma povečuje, zato lahko regulacija vrtljajev poleg zmanjšanja porabe energije pomembno vpliva tudi na akustično udobje.
Hrup pa lahko nastaja tudi zaradi neustrezne vgradnje, vibracij, turbulence zraka ali delovanja ventilatorja daleč od njegovega primernega delovnega območja. Zato dva ventilatorja z enakim pretokom zraka ne delujeta nujno enako tiho.
Pri izbiri ventilatorja zato niso pomembni samo m³/h in Pa, ampak tudi način delovanja, regulacija in zahtevana raven hrupa.
Zakaj ventilatorja in elektromotorja ne izbiramo ločeno?
Ventilator in elektromotor skupaj tvorita pogonsko celoto. Ventilator določa, koliko zraka mora premakniti in kakšen tlak mora pri tem zagotoviti, motor pa mora zagotoviti potrebno moč in primerne vrtljaje za takšno delovanje.
Prevelik motor sam po sebi ne pomeni boljšega delovanja ventilatorja, prav tako moč motorja v kW ne pove, koliko zraka bo naprava dejansko premaknila. Pomembno je, da so ventilator, motor, način pogona in regulacija med seboj pravilno usklajeni.
Pri sodobnih napravah je zato treba gledati celoto: zahtevani pretok in tlak, območje delovanja ventilatorja, moč in vrsto motorja ter način regulacije.
Dober izbor ni najmočnejši motor ali največji ventilator, ampak kombinacija, ki zahtevano količino zraka zagotovi pri dejanskih pogojih delovanja.
Kaj je pri izbiri ventilatorja in motorja smiselno preveriti?
Podatek o največjem pretoku zraka ali moči motorja sam zase za izbiro ni dovolj. Pri konkretni napravi je smiselno preveriti predvsem zahtevani pretok zraka in tlak, način pogona, možnost regulacije, električno moč, porabo energije in hrup.
Pomembno je tudi, ali bo naprava večino časa delovala pri polni ali delni obremenitvi. Prav pri spremenljivih potrebah lahko možnost regulacije vrtljajev pomembno vpliva na porabo energije in način delovanja celotnega sistema.
Ventilator in motor zato vedno presojamo glede na napravo in pogoje, v katerih bosta dejansko delovala – ne samo po enem podatku iz kataloga.