Badania wentylatorów – wyznaczanie parametrów pracy

Wentylatory to maszyny przepływowe służące do przetłaczania par i gazów. Stosowane są powszechnie w instalacjach klimatyzacyjnych, chłodniczych, odpylających, suszarniczych i wielu innych. Dla właściwego doboru wentylatora do określonych zastosowań, jak również w ocenie prawidłowości jego pracy niezbędna jest znajomość jego charakterystyki.

Podziału wentylatorów możemy dokonać na wiele sposobów, biorąc pod uwagę ich miejsce montażu, przeznaczenie itp., jednak zasadniczo rozróżnia się wentylatory promieniowe i osiowe. Podział ten wynika z ich konstrukcji i związany jest z kierunkiem przepływu czynnika przez wirnik. Wentylatory promieniowe zasysają powietrze osiowo i tłoczą je promieniowo, a wentylatory osiowe zasysają i tłoczą powietrze w kierunku osiowym.

Wentylatory osiowe stosowane są w przypadku zapotrzebowania na większe wydajności, natomiast wentylatory promieniowe używane są gdy wymagane jest większe spiętrzenie.

W zależności od wielkości uzyskiwanego spiętrzenia ΔPc wentylatory można podzielić na:

• niskociśnieniowe – ΔPc < 720 [Pa];
• średniociśnieniowe – 720 [Pa] < ΔPc < 3600 [Pa];
• wysokociśnieniowe – 3600 [Pa] < ΔPc < 30000 [Pa].

Stosuje się również inne kryteria podziału wentylatorów związane z:

• sposobem zabudowy w instalacji: ssące, ssącotłoczące, tłoczące;
• zastosowaniem: przeciwwybuchowe, dachowe, do transportu pneumatycznego;
• ilością wirników: jednostopniowe, wielostopniowe;
• sposobem zasysania czynnika: jednostronne, dwustronne

Podstawowe parametry wentylatora, charakteryzujące jego pracę to: wydajność, spiętrzenie, zapotrzebowanie mocy napędowej, moc użyteczna oraz sprawność.

Wydajność wentylatora to strumień objętości czynnika przetłaczanego przez urządzenie, natomiast spiętrzenie definiowane jest jako różnica ciśnień pomiędzy całkowitym ciśnieniem na wylocie, a całkowitym ciśnieniem na wlocie. Przyrost ciśnienia całkowitego wynika z przyrostu energii przekazanej czynnikowi poprzez wirnik wentylatora. Wartość mocy użytecznej oblicza się z iloczynu wydajności i spiętrzenia całkowitego oraz współczynnika korekcyjnego uwzględniającego ściśliwość gazu. Sprawnością całkowitą wentylatora nazywamy stosunek mocy użytecznej do mocy na wale.

Wyznaczanie charakterystyki wentylatora

Charakterystyka wentylatora obrazuje wewnętrzne warunki pracy wentylatora i jest zależnością ciśnienia od strumienia objętościowe- go. Dla określonego wentylatora i dla każdej prędkości obrotowej n istnieje krzywa, którą można wyznaczyć doświadczalnie.

Znajomość takiej charakterystyki jest konieczna dla właściwego doboru wentylatora do określonych zastosowań, jak również w ocenie prawidłowości jego pracy.

Przykładowe charakterystyki przedstawiono na rysunkach 1. i 2.

Stanowisko pomiarowe umożliwia: Centralny Ośrodek Chłodnictwa wykonuje badania wentylatorów zgodnie z normami ANSI / AMCA 210 ANSI / ASHRAE 51.

• wyznaczanie maksymalnego strumienia powietrza przy „swobodnym wydmuchu”, czyli przy symulacji wydmuchu powietrza z urządzenia do przestrzeni otwartej, jak w rzeczywistych warunkach pracy urządzenia;
• wyznaczanie maksymalnego ciśnienia statycznego, jakie może uzyskać obiekt badany wydmuchujący powietrze do przestrzeni zamkniętej;
• wyznaczanie charakterystyki pracy obiektu badanego (zależności pomiędzy ciśnieniem statycznym a objętościowym strumieniem powietrza) – ilość wyznaczanych punktów charakterystyki usta- la się indywidualnie w zależności od wymaganej dokładności.

Centralny Ośrodek Chłodnictwa proponuje swoim klientom następujące badania wentylatorów:

• pomiary rzeczywistego wydatku wentylatora;
• wyznaczanie sprężu wentylatora;
• wyznaczanie charakterystyk pracy wentylatora;
• komplet badań do oceny zgodności wyrobów z dyrektywą LVD;
• badania bezpieczeństwa elektrycznego (znak B);
• określenie mocy użytecznej;
• określenie sprawności całkowitej;
• wyznaczanie wydatku powietrza zespołu, wentylator-parownik, wentylator-skraplacz;
• wyznaczenie charakterystyk wentylatorów dla różnych kombinacji ich elementów i para- metrów konstrukcyjnych takich jak silniki, wirniki, kąty pochylenia łopatek.

Dodatkowe testy:

• testy bezpieczeństwa elektrycznego zgodnie z PN-EN 60335-2-80;
• pomiar prędkości obrotowej;
• termografia (z wykorzystaniem kamery termowizyjnej)
• ocena poprawności pracy łożysk, iskrzenia szczotek oraz styczników, przekaźników bezpieczników w skrzynkach elektrycznych za pomocą wykrywacza ultradźwiękowego;
• inne testy na życzenie