Az épületgépészetben a légcsatornás rendszerekben használt két gyakori ventilátortípust általában centrifugális és axiális ventilátoroknak nevezik – a név a ventilátoron áthaladó légáramlás meghatározó irányából ered. Ez a két típus maga is számos altípusra oszlik, amelyeket azért fejlesztettek ki, hogy meghatározott térfogatáram/nyomás jellemzőket, valamint egyéb működési tulajdonságokat (beleértve a méretet, zajszintet, rezgést, tisztíthatóságot, karbantarthatóságot és robusztusságot) biztosítsanak.

---

1. táblázat: Az Egyesült Államokban és Európában publikált csúcsteljesítmény-adatok 600 mm-nél nagyobb átmérőjű ventilátorok esetén

---

A HVAC-ban használt leggyakrabban előforduló ventilátortípusok közül néhányat az 1. táblázat sorol fel, valamint az indikatív csúcshatásfokokat, amelyeket számos amerikai és európai gyártó által közzétett adatokból gyűjtöttek1. Ezeken kívül az utóbbi években egyre népszerűbb a „plug” ventilátor (ami valójában a centrifugális ventilátor egy változata).

---

1. ábra: Általános ventilátorgörbék. A valódi ventilátorok nagymértékben eltérhetnek ezektől az egyszerűsített görbéktől

---

Az 1. ábra a karakterisztikus ventilátorgörbéket mutatja. Ezek eltúlzott, idealizált görbék, és a valódi ventilátorok eltérhetnek ezektől; valószínűleg azonban hasonló tulajdonságokat mutatnak. Ide tartoznak a lengésből adódó instabilitási területek, ahol a ventilátor két lehetséges áramlási sebesség között válthat azonos nyomáson, vagy a ventilátor leállása következtében (lásd: Légáramlási doboz leállása). A gyártóknak a dokumentációjukban meg kell határozniuk az előnyben részesített „biztonságos” üzemi tartományokat is.

Centrifugális ventilátorok

A centrifugális ventilátoroknál a levegő a járókerék tengelye mentén lép be, majd a centrifugális mozgással sugárirányban távozik a járókerékből. Ezek a ventilátorok képesek nagy nyomást és nagy térfogatáramot létrehozni. A hagyományos centrifugális ventilátorok többsége spirál alakú házban van (ahogy a 2. ábrán látható), amely irányítja a mozgó levegőt, és hatékonyan alakítja át a mozgási energiát statikus nyomássá. Több levegő mozgatása érdekében a ventilátor „dupla szélességű, dupla bemenetű” járókerékkel is tervezhető, amely lehetővé teszi a levegő bejutását a ház mindkét oldalán.

---

2. ábra: Centrifugális ventilátor spirálházban, hátrafelé döntött járókerékkel

---

A járókereket többféle lapát alkothatja, a főbb típusok az előre és hátra ívelt lapátok – a lapát alakja határozza meg a teljesítményét, a potenciális hatásfokát és a karakterisztikus ventilátorgörbe alakját. A ventilátor hatásfokát befolyásoló egyéb tényezők a járókerék szélessége, a szívókúp és a forgó járókerék közötti szabad távolság, valamint a ventilátorból kilépő levegő területének nagysága (az úgynevezett „kifúvás területe”).

Az ilyen típusú ventilátort hagyományosan szíj- és szíjtárcsa-elrendezésű motor hajtotta. Az elektronikus sebességszabályozás fejlődésével és az elektronikus kommutációjú („EC” vagy kefe nélküli) motorok elérhetőségének növekedésével azonban a közvetlen hajtások egyre gyakrabban használatosak. Ez nemcsak a szíjhajtásban rejlő hatástalanságot szünteti meg (ami a karbantartástól függően 2%-tól 10% feletti értékig terjedhet2), hanem valószínűleg csökkenti a rezgést, csökkenti a karbantartást (kevesebb csapágy és tisztítási igény), és kompaktabbá teszi az összeszerelést.

Hátrahajló ívű centrifugális ventilátorok

A hátrahajló (vagy „ferde”) ventilátorokat a forgásiránytól eltérően eldőlő lapátok jellemzik. A 3. ábrán látható módon szárnyprofilú lapátok vagy három dimenzióban kialakított sima lapátok használata esetén közel 90%-os hatásfokot érhetnek el, és valamivel kisebbet sima ívelt lapátok esetén, és ismét kisebbet egyszerű lapátos, hátrahajló lapátok esetén. A levegő viszonylag kis sebességgel hagyja el a járókerék végeit, így a házban a súrlódási veszteségek alacsonyak, és a levegő által keltett zaj is alacsony. Az üzemi görbe szélső pontjain leállhatnak. A viszonylag szélesebb járókerekek biztosítják a legnagyobb hatásfokot, és könnyen alkalmazhatók rajtuk a nagyobb szárnyprofilú lapátok. A karcsú járókerekek kevés előnyt mutatnak a szárnyprofilok használatából, ezért általában lapos lapátokat használnak. A hátrahajló ventilátorok különösen arról ismertek, hogy nagy nyomást tudnak előállítani alacsony zajszint mellett, és nem túlterhelhető teljesítményjellemzőkkel rendelkeznek – ez azt jelenti, hogy ahogy a rendszerben az ellenállás csökken, és az áramlási sebesség növekszik, az elektromos motor által felvett teljesítmény is csökken. A hátrafelé ívelt ventilátorok szerkezete valószínűleg robusztusabb és nehezebb, mint a kevésbé hatékony előre ívelt ventilátoroké. A levegő viszonylag alacsony légsebessége a lapátokon keresztül szennyeződések (például por és zsír) felhalmozódásához vezethet.

---

3. ábra: A centrifugális ventilátor járókerekeinek illusztrációja

---

Előrehajló centrifugális ventilátorok

Az előrehajló ventilátorokat nagyszámú előrehajló lapát jellemzi. Mivel jellemzően alacsonyabb nyomást hoznak létre, kisebbek, könnyebbek és olcsóbbak, mint a hasonló teljesítményű, hátrahajló ventilátorok. Amint a 3. és 4. ábra mutatja, az ilyen típusú ventilátorkerék több mint 20 lapátot tartalmaz, amelyek olyan egyszerűen elkészíthetők, mint egyetlen fémlemezből. Nagyobb méretekben, egyedileg formázott lapátokkal jobb hatásfok érhető el. A levegő nagy tangenciális sebességgel hagyja el a lapátok végeit, és ezt a mozgási energiát statikus nyomássá kell alakítani a házban – ez rontja a hatásfokot. Általában kis és közepes légmennyiségeknél, alacsony nyomáson (általában <1,5 kPa) használják őket, és viszonylag alacsony, 70% alatti hatásfokkal rendelkeznek. A spirálház különösen fontos a legjobb hatásfok eléréséhez, mivel a levegő nagy sebességgel hagyja el a lapátok végeit, és hatékonyan alakítja át a mozgási energiát statikus nyomássá. Alacsony forgási sebességgel működnek, ezért a mechanikailag generált zajszint általában alacsonyabb, mint a nagyobb sebességű, hátrahajló ventilátoroké. A ventilátor túlterhelési teljesítményjellemzővel rendelkezik, ha alacsony rendszerellenállás mellett működik.

---

4. ábra: Előrehajló lapátozású centrifugális ventilátor beépített motorral

---

Ezek a ventilátorok nem alkalmasak olyan helyekre, ahol például a levegő erősen szennyezett porral, vagy elragadt zsírcseppeket hordoz.

---

5. ábra: Példa egy közvetlen meghajtású, hátrahajló lapátokkal ellátott fúvókás ventilátorra

---

Radiális lapátos centrifugális ventilátorok

A radiális lapátozású centrifugális ventilátor előnye, hogy képes a szennyezett levegőrészecskéket nagy nyomáson (10 kPa nagyságrendben) mozgatni, de nagy sebességen működve nagyon zajos és nem hatékony (<60%), ezért nem szabad általános célú HVAC-rendszerekhez használni. Túlterhelési teljesítményjellemzőkkel is küzd – a rendszer ellenállásának csökkenésével (esetleg a térfogatszabályozó zsaluk nyitása miatt) a motor teljesítménye megnő, és a motor méretétől függően akár „túlterhelődés” is előfordulhat.

Ventilátorok dugaszolásához

A spirálházba szerelés helyett ezek a célra tervezett centrifugális járókerekek közvetlenül a légkezelő egység házában (vagy akár bármilyen légcsatornában vagy plénumban) használhatók, és kezdeti költségük valószínűleg alacsonyabb, mint a házas centrifugális ventilátoroké. A „plénum”, „dugó” vagy egyszerűen „ház nélküli” centrifugális ventilátorokként ismertek, és némi helykihasználást biztosíthatnak, de az üzemi hatásfok csökkenése árán (a legjobb hatásfok hasonló a házas, előrehajló centrifugális ventilátorokéhoz). A ventilátorok a beömlőkúpon keresztül szívják be a levegőt (ugyanúgy, mint egy házas ventilátor), de aztán radiálisan kifújják a levegőt a járókerék teljes 360°-os külső kerülete mentén. Nagy rugalmasságot biztosítanak a kimeneti csatlakozásokban (a plénumból), ami azt jelenti, hogy kevesebb lehet szükség szomszédos kanyarokra vagy éles átmenetekre a légcsatornában, amelyek önmagukban is növelnék a rendszer nyomásesését (és ezáltal a ventilátor teljesítményét). A rendszer teljes hatékonysága javítható a plénumból kilépő légcsatornákhoz tartozó tölcsér alakú bemenetek használatával. A dugós ventilátor egyik előnye a jobb akusztikai teljesítmény, amely nagyrészt a légkamrán belüli hangelnyelésnek és a járókeréktől a légcsatorna nyílásába vezető „közvetlen rálátás” hiányának köszönhető. A hatékonyság nagymértékben függ a ventilátor légkamrán belüli elhelyezkedésétől és a ventilátor kimenetéhez való viszonyától – a légkamra a levegő mozgási energiáját alakítja át, és így növeli a statikus nyomást. A járókerék típusától lényegesen eltérő teljesítmény és működési stabilitás függ – vegyes áramlású járókerekeket (amelyek radiális és axiális áramlás kombinációját biztosítják) alkalmaztak az egyszerű centrifugális járókerekek3 által létrehozott erős radiális légáramlási minta okozta áramlási problémák leküzdésére.

Kisebb egységek esetén a kompakt kialakítást gyakran könnyen szabályozható EC motorok használata egészíti ki.

Axiális ventilátorok

Az axiális áramlású ventilátorokban a levegő a forgástengellyel egy vonalban halad át a ventilátoron (ahogy az a 6. ábrán látható egyszerű csőaxiális ventilátoron látható) – a nyomást aerodinamikai felhajtóerő hozza létre (hasonlóan egy repülőgép szárnyához). Ezek viszonylag kompaktak, olcsók és könnyűek lehetnek, különösen alkalmasak a levegő viszonylag alacsony nyomáson történő mozgatására, ezért gyakran használják elszívó rendszerekben, ahol a nyomásesés kisebb, mint a befúvó rendszerekben – a befúvó általában magában foglalja a légkezelő egység összes légkondicionáló komponensének nyomásesését is. Amikor a levegő elhagyja az egyszerű axiális ventilátort, örvénylik a járókeréken áthaladó levegő forgása miatt – a ventilátor teljesítménye jelentősen javítható az örvény visszanyerésére szolgáló, lefelé irányuló terelőlapátokkal, mint például a 7. ábrán látható lapátos axiális ventilátornál. Az axiális ventilátor hatékonyságát befolyásolja a lapát alakja, a lapát vége és a környező burkolat közötti távolság, valamint az örvényvisszanyerés. A lapát menetemelkedése változtatható a ventilátor teljesítményének hatékony változtatása érdekében. Az axiális ventilátorok forgásirányának megfordításával a légáramlás is megfordítható – bár a ventilátort úgy tervezik, hogy a fő irányban működjön.

---

6. ábra: Cső alakú axiális áramlású ventilátor

---

Az axiális ventilátorok jelleggörbéjének van egy leállási tartománya, ami alkalmatlanná teheti őket a széles körben változó üzemi feltételekkel rendelkező rendszerekhez, bár előnyük a nem túlterhelhető teljesítménykarakterisztika.

---

7. ábra: Lapátos axiális áramlású ventilátor

---

A lapátos axiális ventilátorok ugyanolyan hatékonyak lehetnek, mint a hátrahajló lapátozású centrifugális ventilátorok, és ésszerű nyomáson (jellemzően 2 kPa körül) nagy áramlást képesek előállítani, bár valószínűleg több zajt keltenek.

A kevert áramlású ventilátor az axiális ventilátor továbbfejlesztése, és ahogy a 8. ábrán látható, kúpos alakú járókerékkel rendelkezik, ahol a levegő sugárirányban áramlik át a táguló csatornákon, majd axiálisan áthalad az egyengető terelőlapátokon. Az együttes hatás sokkal nagyobb nyomást képes létrehozni, mint amit más axiális áramlású ventilátorok lehetővé tesznek. A hatásfok és a zajszint hasonló lehet egy hátrafelé görbült centrifugális ventilátoréhoz.

---

8. ábra: Vegyes áramlású soros ventilátor

---

A ventilátor telepítése

A hatékony ventilátoros megoldás biztosítására irányuló erőfeszítéseket súlyosan alááshatja a ventilátor és a helyi légcsatornák közötti kapcsolat.

---

Közzététel ideje: 2022. január 7.