En el camp dels equips de ventilació, els ventiladors de flux creuat i els ventiladors centrífugs són dos tipus habituals de ventiladors, que tenen un paper important en diversos escenaris com ara la producció industrial, els electrodomèstics i els edificis comercials. Tot i que ambdós realitzen la tasca de transport de gas, a causa de les diferències en els principis de funcionament i dissenys estructurals, hi ha diferències significatives en els paràmetres de rendiment i els escenaris d'aplicació.
1. Principi de funcionament
Elventilador de flux creuat, també conegut com a bufador tangencial, té un principi de funcionament únic que l'aire passa dues vegades per l'impulsor. El seu impulsor és generalment de múltiples fulles i de forma cilíndrica llarga, sense discs davanters i posteriors. Quan l'impulsor gira, el flux d'aire entra a la reixeta de la paleta des de la part oberta de l'impulsor, passa per l'interior de l'impulsor i es descarrega des de l'altre costat de la reixeta de la paleta, formant un moviment de flux d'aire a través de l'impulsor, igual que l'aigua que flueix per una canonada d'aigua. Aquest mode de treball especial li permet generar un flux d'aire uniforme i pla.
El principi de funcionament d'aventilador centrífuges basa en la força centrífuga. L'impulsor del ventilador gira a gran velocitat accionat pel motor elèctric. El gas que omple els canals de les pales es llança des del centre de l'impulsor fins a la vora exterior de l'impulsor sota l'acció de la força centrífuga, la pressió augmenta i surt de l'impulsor a gran velocitat i entra a la voluta. A la voluta, el gas es desaccelera a mesura que el canal de flux s'expandeix gradualment i part de la seva energia cinètica es converteix en energia de pressió estàtica. Finalment, es descarrega tangencialment del ventilador. Quan el gas de l'impulsor es descarrega, es forma una pressió negativa al centre de l'impulsor. Sota l'acció de la pressió atmosfèrica, el gas exterior entra a l'impulsor i transporta contínuament el gas.
2. Paràmetres de rendiment
A. Volum d'aire: el volum d'aire es refereix al volum de gas transportat pel ventilador en una unitat de temps, i la unitat sol ser de metres cúbics per hora (m³/h). A causa de les seves característiques estructurals, el ventilador de flux creuat té una distribució uniforme de l'aire i pot generar un gran volum d'aire. Tanmateix, el rang de volum d'aire d'un sol ventilador sol ser relativament petit. El volum d'aire del ventilador de flux creuat que s'utilitza habitualment a les unitats interiors dels aparells d'aire condicionat domèstics és generalment entre 300 i 1500 m³/h. El rang de volum d'aire dels ventiladors centrífugs és molt més ampli. El volum d'aire dels petits ventiladors centrífugs només pot ser d'unes quantes desenes de metres cúbics per hora, mentre que el dels grans ventiladors centrífugs industrials pot arribar a diversos centenars de milers de metres cúbics per hora.
b. Pressió del vent: la pressió del vent s'utilitza per mesurar la capacitat d'un ventilador per vèncer la resistència, sent la unitat PASCAL (Pa). La pressió del vent d'un ventilador de flux creuat és relativament baixa, generalment oscil·lant entre desenes i centenars de pascals. Això es deu al fet que el seu patró de moviment de flux d'aire únic provoca una pèrdua important d'energia durant el procés de flux de gas. Els ventiladors centrífugs tenen avantatges evidents a l'hora de generar pressió d'aire i poden produir una pressió d'aire relativament alta. El rang de pressió de l'aire dels ventiladors centrífugs de mitjana i baixa pressió és generalment de 98 a 1470 Pa, mentre que el dels ventiladors centrífugs d'alta pressió pot superar els 3000 Pa. Són adequats per a sistemes de ventilació que necessiten superar una resistència important.
c. Velocitat de rotació: la velocitat de rotació es refereix al nombre de girs de l'impulsor del ventilador per minut, sent la unitat de revolucions per minut (r/min). Per garantir l'estabilitat i la uniformitat del flux d'aire, la velocitat de rotació del ventilador de flux creuat és relativament baixa, generalment oscil·lant entre 800 i 2000 r/min. El rang de velocitat de rotació dels ventiladors centrífugs és relativament ampli. La velocitat de rotació dels petits ventiladors centrífugs pot estar entre 1000 i 3000 r/min, mentre que els grans ventiladors centrífugs, a causa de la seva mida més gran, tenen velocitats de rotació relativament més baixes per garantir l'estabilitat operativa, al voltant d'uns centenars de revolucions per minut.
d. Eficiència: l'eficiència d'un ventilador reflecteix la seva capacitat per convertir la potència d'entrada en potència efectiva. En termes generals, els ventiladors centrífugs tenen una eficiència relativament alta en condicions de disseny, arribant al 70% al 90%, cosa que s'atribueix al seu disseny relativament madur i al seu mode de moviment de flux d'aire estable. A causa del complex flux d'aire dins de l'impulsor, els ventiladors de flux creuat pateixen importants pèrdues d'energia i tenen una eficiència relativament baixa, que normalment oscil·la entre el 30% i el 60%.
3. Escenaris d'aplicació
A causa de les característiques de gran volum d'aire, flux d'aire uniforme i estructura compacta dels ventiladors de flux creuat, s'utilitzen àmpliament en electrodomèstics, com ara unitats interiors d'aire condicionat, cortines d'aire i ventiladors d'aire calent. A la unitat interior d'un aparell d'aire condicionat, el ventilador de flux creuat pot expulsar uniformement l'aire fred generat per l'evaporador, aconseguint la circulació de l'aire interior i la regulació de la temperatura. La cortina d'aire pot formar una cortina d'aire uniforme utilitzant un ventilador de flux creuat, bloquejant eficaçment l'intercanvi d'aire fred i calent entre l'interior i l'exterior, i jugant un paper en la conservació d'energia i l'aïllament de la pols.
Els ventiladors centrífugs, amb els seus avantatges d'alta pressió d'aire i ampli rang de volum d'aire, ocupen una posició important en camps com la ventilació industrial, els sistemes d'aire condicionat i els equips d'eliminació de pols. A les plantes industrials, els ventiladors centrífugs s'utilitzen per eliminar gasos i pols nocius per garantir la qualitat de l'aire dins de les plantes. En els sistemes d'aire condicionat central a gran escala, els ventiladors centrífugs poden superar la resistència de les canonades i aconseguir el transport aeri de llarga distància. En equips d'eliminació de pols, el ventilador centrífug proporciona una pressió d'aire suficient per permetre que el gas polsós passi a través del dispositiu d'eliminació de pols, aconseguint la separació de pols i gas.
4. Avantatges i inconvenients
Avantatges dels ventiladors de flux creuat: estructura compacta i ocupació d'espai reduït; El flux d'aire és uniforme i pot formar un flux d'aire pla, per la qual cosa és adequat per a ocasions amb alts requisits d'uniformitat del flux d'aire. El soroll de funcionament és relativament baix, el que el fa adequat per a ús domèstic i entorns sensibles al soroll.
Inconvenients dels ventiladors de flux creuat: tenen una pressió d'aire relativament baixa i no són adequats per al transport de llarga distància o situacions en què cal superar una resistència important. L'eficiència és relativament baixa i el consum d'energia és elevat. El volum d'aire d'un sol ventilador és limitat i és difícil satisfer les exigències de gran volum d'aire i alta pressió d'aire.
Avantatges dels ventiladors centrífugs: Alta pressió d'aire, capaç de superar una resistència important i aconseguir el transport de gas a llarga distància. El rang de volum d'aire és ampli, que pot satisfer els requisits de ventilació de diferents escales. Té una alta eficiència i un bon efecte d'estalvi d'energia. La tecnologia és madura, amb una gran varietat de productes i una forta selectivitat.
Desavantatges dels ventiladors centrífugs: estructura relativament complexa, gran volum i ocupen molt espai. El soroll és relativament alt durant el funcionament i cal prendre mesures d'aïllament acústic. El preu és relativament alt, especialment per a grans ventiladors centrífugs d'alta pressió.
