Odborné články

Kombinace EC technologie s aerodynamickými lopatkami

V oblasti ventilace, klimatizace a chlazení často konstruktéři zjišťují, že jsou ventilátory instalované v jejich zařízeních hlučnější nebo méně účinné, než se očekávalo. Ve většině případů jsou na vině podmínky instalace, které mohou mít negativní dopad na spotřebu, výkon i hlučnost. Oběžné kolo, motor, řídicí elektronika a skříň ventilátoru jsou optimalizovány z hlediska účinnosti a hlučnosti a podmínky instalace by v klimatizačních jednotkách neměly být zanedbávány.

Specialista na motory a ventilátory, společnost ebm-papst, věnuje vývoji svých produktů značné úsilí. Řada radiálních ventilátorů RadiPac byla rozšířena o nové modely ve velikostech od 630 do 1 000 mm (obr. 1). Díky mnoha aerodynamickým vylepšením pracují všechny ventilátory této řady s širokým rozsahem optimální výkonnosti a mají také další praktické vlastnosti. S výkonem od 500 W do 12 kW a velikostí od 250 do 1 000 mm lze nyní dosáhnout vzduchového průtoku až 40 000 m³/h.

Znovuobjevení oběžného kola – nyní s aerodynamickými lopatkami

Účinnost motorů již výrazně překračuje hodnoty požadované výkonnostní třídou IE4. Vyšší účinnost motoru však není zárukou odpovídající celkové účinnosti systému. V případě, že se má skutečně využít veškerý potenciál pro úsporu energie, je nutné brát v potaz kromě motoru také oběžné kolo, skříň a následně i podmínky instalace.

S ohledem na tento cíl provedli inženýři společnosti ebm-papst kompletní aerodynamickou optimalizaci ventilátorů RadiPac se zvláštním zaměřením na přívod vzduchu, polohu motoru v oběžném kole, profil lopatek a průtok vzduchu oběžným kolem. Následně pak navrhli sací dýzu pro oběžné kolo a aerodynamicky optimalizovali lopatky. Polohu motoru v oběžném kole upravili tak, aby bylo dosaženo dokonalého kompromisu mezi kompaktností ventilátoru a aerodynamicky nejvýhodnějším umístěním.

Hliníkové lopatky v oběžných kolech zajišťují vyšší účinnost (obr. 2), oběžné kolo RadiPac Airfoil je navíc lehčí a tužší. Snížily se tlakové ztráty na vstupu a pomocí integrovaného difuzoru se zlepšily i charakteristiky na výstupu. Snižují se tak odchylky a tlakové ztráty při instalaci ventilátoru v klimatizační jednotce (obr. 3).

Čtverec z kruhu - praktický krychlový design

Přemýšlelo se také o praktických stránkách jako jsou přeprava a instalace ventilátorů. Průměry nad 630 mm mají díky tomu stohovatelný krychlový design, který je výhodný při instalaci, zaručuje bezpečnost během přepravy a vzniká i méně odpadu z obalů. Lze je také namontovat jak s vodorovnou, tak svislou hřídelí motoru. Konstrukce umožňuje izolovat ventilátor od okolí pomocí pryžových izolátorů tak, aby byl zajištěn ještě tišší provoz.

V závislosti na podmínkách instalace jsou stále k dispozici také radiální ventilátory s osvědčenými podpůrnými konzolami (obr. 4).

Široký rozsah optimální výkonnosti

Všechna tato opatření zvýšila účinnost ventilátorů RadiPac o více než 13%. Široký rozsah optimální účinnosti spolu s celkovou statickou účinností 68% navíc umožňuje ventilátorům pracovat s minimální spotřebou energie prakticky v každém pracovním bodě. Nehrozí ani nepříjemná překvapení, pokud jde o hluk (obr. 5).

Plánovaný pracovní bod systému se může měnit například změnami v potrubí nebo kvůli postupnému ucpávání filtrů v zařízení AHU. Základem široké škály optimální účinnosti ventilátorů RadiPac je pak ideální souhra všech komponentů ventilátoru. S jejich dobrou účinností, jednoduchým ovládáním a malými rozměry vynikají tyto radiální ventilátory se středním tlakem při použití v mnoha vzduchotechnických zařízeních.

Aktivní PFC

Obecně lze říci, že když několik EC ventilátorů pracuje paralelně, aktivní PFC (power factor correction = korekce účiníku) může chránit před nežádoucími harmonickými složkami. PFC převádí impulsní vstupní proud EC motorů na sinusový proud, který je pak přesměrován tak, aby byl ve fázi s napětím. Tím je umožněno splnění příslušných požadavků normy EN 61000-3-2 bez konstrukčních úprav. Současně se minimalizují nejvyšší hodnoty vstupního proudu a v mnoha aplikacích si mohou uživatelé zvolit kabel s menším průřezem pro napájení ventilátoru.

Jednoduché uvedení do provozu pomocí technologie plug & play

Praktické zkušenosti opakovaně ukázaly, že jsou moderní EC motory u ventilátorů energeticky mnohem účinnější než konvenční AC motory, které se ve vzduchotechnice stále často používají. Ke zvýšení popularity technologie EC přispěla také nová nařízení jako německá „Energiesparverordnung“ (nařízení o úsporách energie, zkráceně „EnEV“) a směrnice ErP (směrnice o výrobcích souvisejících se spotřebou energií).

Uvedení EC ventilátorů RadiPac do provozu je jednoduché, nejsou nutná nákladná doladění ani dodatečná opatření na uzemnění a stínění, protože řídicí elektronika je s motory EC v dokonalém souladu. Díky plynule nastavitelné regulaci otáček, která je pro EC motory typická, lze výkon ventilátoru přesně přizpůsobit individuálním potřebám pomocí komunikace přes vstup 0-10 V nebo MODBUS RTU.