風機類型
離心風機分類與結構
離心風機（后簡稱風機）是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送氣體的機械，它是一種從動的流體機械。離心風機廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風和引風；空氣調節(jié)設備和家用電器設備中的冷卻和通風；風洞風源和氣墊船的充氣和推進等。
離心風機分類
主要結構部件
一些常識
1、壓力：離心通風機的壓力指升壓（相對于大氣的壓力）,即氣體在風機內壓力的升高值或者該風機進出口處氣體壓力之差。它有全壓、動壓、靜壓之分。性能參數指全壓（等于風機出口與進口總壓之差）,其單位常用Pa、kPa、mH2O、mmH2O等。
2、流量：單位時間內流過風機的氣體容積的量,又稱風量。常用Q來表示，常用單位是；m3/s、m3/min、m3/h。
3、轉速：風機轉子旋轉速度。常以n來表示，其單位用r/min。
4、功率：驅動風機所需要的功率。常以N來表示，其單位用KW。
關于全壓、動壓、靜壓
1、氣流在某一點或某一截面上的總壓等于該點截面上的靜壓與動壓之和。而風機的全壓，則定義為風機出口截面上的全壓與進口截面上的全壓之差，即：
Pt =（Pst2 +ρ2 V2 2/ 2）-( Pst1 +ρ1 V12/2)
Pst2 為風機出口靜壓，ρ2為風機出口密度，V2為風機出口速度
Pst1 為風機進口靜壓，ρ1為風機進口密度，V1為風機進口速度
2、氣體的動能所表征的壓力稱為動壓，即：Pd=ρV2/2
3、氣體的壓力能所表征的壓力稱為靜壓，靜壓定義為全壓與動壓之差，即：Pst = Pt–Pd
注：我們常說的機外余壓指的是機組出風口處的靜壓和動壓之和。
如下圖所表示管道內全壓、靜壓和動壓：
靜壓(Pj)由于流體分子不規(guī)則運動而撞擊于器壁，垂直作用在器壁上的壓力叫靜壓，用Pj表示，單位用毫米水柱。計算時，以絕對真空為計算零點的靜壓稱為絕對靜壓。以大氣壓力為零點的靜壓稱為相對靜壓。空調中的空氣靜壓均指相對靜壓。大于周圍大氣壓的靜壓為正值，小于周圍大氣壓時靜壓為負值。例如：風道上的靜壓力測點是從煙風道壁面上引出的，因此，儀表盤上的風壓壓力計指示的僅是靜壓。
動壓（Pd）流體在管道內或風道內流動時，由于速度所產生的壓力稱為動壓或速度壓頭。動壓值總是正的，用Pd表示，單位用毫米水柱。
全壓（Pq）是指某點上靜壓力和動壓力的代數和，即：Pq=Pd+Pj；單位也是毫米水柱。
全壓=靜壓+動壓
余壓=全壓-系統(tǒng)內各設備的阻力
比如：機組共有：回風段、初效段、熱交換段、中間段、加熱段、送風機段組成，各功能段阻力分別為：20Pa、80Pa、120Pa、20Pa、80Pa、50Pa，機內阻力為370Pa，若要求機外余壓為300Pa，送風機的全壓應不小于670Pa，若要求機外余壓為800Pa，則送風機的全壓應不小于1170Pa，風壓的大小與風機轉速電機功率的選擇有關。一般應根據工程實際需要選擇用合適的余壓，高余壓并不都是好事。
關于風機功率、風機效率
1、風機所輸送的氣體，在單位時間內從風機中獲得的有效能量稱為風機有效功率；
N = Pt ×Q / 1000 (單位：kW)
上式中Q表示風機流量，單位：m3/s。
2、風機軸功率：N軸
N軸 = N/η (單位：kW)
上式中η表示風機效率，N軸又稱風機的輸入功率。
3、風機的靜壓內效率為
η靜內=Nst / N軸 = Pst × Q /1000/ N軸
4、風機的全壓內效率為
η全內=Nt / N軸 = Pt× Q /1000/ N軸
風機的全壓內效率和風機的靜壓內效率均表征風機內部流動過程的好壞，是風機空氣動力設計的主要指標。
上述公式還可以寫成：N軸= Pt×Q /1000/η全內 (單位：kW)
風機定律
在風機規(guī)格和氣體密度相同條件下，轉速變化時：
風機的并聯運行
目前并聯雙風機尚無統(tǒng)一的測試標準，并聯雙風機的性能往往是通過單風機的性能計算出來的。其計算公式如下：
風機選型原則及常用參數
風機選型原則：
1.選用效率較高，風機規(guī)格較小，調節(jié)范圍較大的風機，來滿足系統(tǒng)可接受的性能，效率和質量要求。
2.風機運行工作點，應選擇在風機高效點附近，以確保運行穩(wěn)定，避免風機在喘振區(qū)工作。
3.要降低噪聲，必須降低風機轉速，選擇較大的風機。
4.過大風機選擇，往往使風機運行在小風量區(qū)，風機進出口壓差大，會引起運行不穩(wěn)定和噪聲脈動，發(fā)出較高噪聲。
5.過小風機選擇，會引起風機轉速提高，空氣在離開葉片時有較高速度，也會產生較高噪聲。
6.通常風機出風口平均風速在10-15m/s，最好不要超過17m/s。
7.風機轉速≤450rpm，選8極電機；451～799rpm，選6極電機；800～1500rpm，選4極電機；1500rpm以上的，選2極電機。
風機選型參數及常用類型
一般說來，我們在準備風機選型前需要確定兩個關鍵參數，即：風量、風壓。根據不同的風量和風壓，來選擇相應的風機。對空調設備而言，風壓通常按全壓來選，全壓=靜壓+動壓=機組內阻+機外余壓。
對于前傾風機，其優(yōu)點是造價低、轉速低，可選用較細的軸和較小的軸承，且具有較寬的操作范圍。缺點是性能曲線形狀可能與管網阻力曲線平行，且系統(tǒng)靜壓降低可能導致電機過載。另外，葉片結構強度較低，不能運行于較高的轉速。（由于其功率曲線具有增加的傾向，是“易過載型”風機，因此其全壓最好不要超過1200Pa。）
對于后傾風機，其優(yōu)點是效率高且功率曲線無過載。其功率曲線通常在常用范圍的中部達到最大值，這樣一般不會超載。葉片及葉輪的自身結構強度較高，可使用于較高的靜壓系統(tǒng)。其缺點是由于葉輪運行速度較高，所以需要較粗的軸及較大的軸承且對平衡的要求較高，另外靜壓的波動容易引起工況的變化。后傾葉片風機的改進是用機翼型截面的葉片代替等截面的葉片，這個改進使風機的靜壓效率提高到86%左右，也使風機的噪聲相應的得到降低，設計良好的機翼型葉片風機比噪聲可達到甚至低于前傾葉片風機。
億利達風機，其常用風機有以下幾個系列：
1、SYT：前傾英制系列，葉輪直徑7英寸至18英寸，風量范圍1000-40000m3/h，全壓范圍100-1100Pa。
2、SYD：前傾公制系列，葉輪直徑200至1000mm，風量范圍1500-100000m3/h，
全壓范圍400-1600Pa。
3、SYQ：后傾直板型系列，葉輪直徑200至1000mm，風量范圍1000-100000m3/h，全壓范圍400-3000Pa。
4、SYH：后傾機翼型系列，葉輪直徑280至1400mm，風量范圍2000-250000m3/h，全壓范圍400-3000Pa。
各類風機選用準則
風機旋向
風機旋向：有左旋（LG）和右旋（RG）二種。
判斷方法：從電機一端正視，葉輪順時針旋轉的稱右旋風機，逆時針旋轉的稱左旋風機。由于皮帶輪可左右調向，風機訂貨時不受左右方向限止。
出風口
出風口方向：有0°、90 °、 180 °和270 °等4 種出風方向。
出風口法蘭：采用熱鍍鋅鋼板制成，法蘭與殼體連接采用TOX免焊工藝，外觀精美，具有足夠的剛度和強度。
風舌
前向風機：常規(guī)平風舌。
設有最佳的風舌角和風舌間隙。
后向風機：V形斜風舌
可改善風機出風口氣流的倒流，有效提高大風量區(qū)風機的氣動性能。
可改善氣流沖擊風舌的頻率，能有效降低風機旋轉噪聲。
主軸與軸承
主軸：采用40Cr鋼,經粗加工，調質處理及磨削加工制成，最后作防銹處理。
軸承：
采用優(yōu)質外球面調心球軸承，預先加有潤滑油并自動對中。
R、L型風機軸承安裝在軸承支架上并設有防振墊圈。
K型風機采用帶座向心球軸承。
Z型風機采用重載荷帶座雙列滾珠軸承。
電機
皮帶傳動風機：配用三相異步電機，380V，50Hz，防護等級為IP44或IP54，絕緣等級為B級，也可配用雙速電機或變頻電機。
電機直驅風機：
SYZ系列配用單相220V，50HZ三速電機。電機具有調速靈活，安裝方便的特點。采用可控硅調壓器及變頻器等手段，可實行無級調速。采用直流無刷電機可用于高效低噪的VAV空調系統(tǒng)。
SYB系列配用380V，50Hz外轉子低噪聲三相異步電機。 防護等級為IP54。普通型： B級絕緣。調速型： F級絕緣。也可采用單相220V，50HZ三速電機。
電機具有軸固定，外殼旋轉的特點。電機安裝在葉輪的中盤上，由電機外殼旋轉直接驅動葉輪。
采用三相調壓器，可控硅調壓器及變頻器等手段，可實行風機的無級調速。
風機選用
選用效率較高，風機較小，調節(jié)范圍較大的風機，來滿足系統(tǒng)可接受的性能，效率和質量要求。
風機運行工作點，應選擇在風機高效點附近，以確保運行穩(wěn)定，避免風機在喘振區(qū)工作。
要降低噪聲，必須降低風機轉速，選擇較大的風機。
VAV系統(tǒng)風機，風量風壓應按運行時間較長的部分負荷工況選取。
過大風機選擇，往往使風機運行在小風量區(qū)，風機進出口壓差大，會引起運行不穩(wěn)定和噪聲脈動，發(fā)出較高噪聲。
過小風機選擇，會引起風機轉速提高，空氣在離開葉片時有較高速度，也會產生較高噪聲。
通常風機出風口平均速度在10-15 M/S。
前向多翼風機：具有轉速低、結構輕、低噪、調速性能好和價格便宜等特點，當設計風量和壓力較小，或大風量低壓力時應優(yōu)先選用前向風機。
后向風機：具有效率高，噪聲低，壓力高和結構強等特點，當設計風量和壓力較大，機號＞500時，應優(yōu)先選用后向風機。
無殼風機：當管網需要靈活出口位置，需要降低管道出口噪聲，或管網在將來可能要變化的場合時應優(yōu)先選用。
全壓曲線平坦，陡度小，靜壓對風量功率影響大，性能區(qū)間寬的風機，適用于系統(tǒng)風量對靜壓變化敏感，需VAV風量調節(jié)的空調機組。
全壓曲線陡峭，陡度大，靜壓對風量功率影響小的風機，適用于風量固定的空調器，前向風機的電機也不會超載。
風機轉速
風機葉輪和軸的最大轉速，要低于第一臨界轉速的25%，避免風機在共振區(qū)工作。
盡量配用4/6極電機，當機號≤500時，應優(yōu)先選用前向風機。當機號＞ 500時，應優(yōu)先選用后向風機。
風機風量計算
按夏季送風量計算：
G=Q/ (iN-iO)=1000*W/(dN-dO) kg/s
式中：
Q—空調房間冷負荷，W；
iN—空調房間室內空氣狀態(tài)焓值， kj/kg
iO—送風狀態(tài)焓值，kj/kg；
W—濕負荷，g/s；
dN—空調房間室內空氣狀態(tài)含濕量，g/kg
dO— 送風狀態(tài)含濕量，g/kg
風機的容積流量：
G′= 3600*G/ρ m3/h
式中：
G —重量流量，kg/s
ρ—空調房間空氣的密度，kg/ m3，
標準狀態(tài)空氣密度為1.2。
按夏季送風量計算風量：
G′=（L*W*H）*n m3/h
式中：
L，W，H —為空調房間長，寬，高，m。
n —為房間換氣次數，按下表取。
一般，取 n=5~10 1/h。
送風溫差與換氣次數 |
室溫允許波動范圍 | 送風溫差（℃） | 換氣次數（1/h） |
±0.1～0.2℃ | 2～3 | 150～20 |
±0.5℃ | 3～6 | ＞8 |
±1.0℃ | 6～10 | ≥5 |
＞±1℃ | ≤15 |
|
風機全壓計算
全壓=靜壓+動壓
=機外靜壓+機內靜壓+動壓
=系統(tǒng)管道阻力+機內靜壓+動壓
計算全壓，一般要考慮10%余量，以補償可能存在的漏風和阻力計算不精確。
評價：一個好的送風管道設計應達到系統(tǒng)阻力平衡，較低噪聲，較小壓損和造價便宜。
機外靜壓計算
根據空氣處理裝置及各送風點所在位置，設計送風管道的走向和聯接管，同時確定回風管的走向和聯接部件?？照{機房內的新風通路和排風通路亦需確定位置與走向。
畫出空調系統(tǒng)的軸側圖，管段編號，并標注長度和風量。
選擇各管段內的風速，并計算管道斷面。在確定斷面時，應盡量選用通風管道的標準規(guī)格，以合理用料和制作。
按選定的管道斷面，求實際管內流速。并查圖計算各管段的摩擦阻力和局部阻力。在阻力計算時應選擇最不利管路，即阻力最大的管路。
對與不利管路并聯的管路作阻力平衡計算。一般希望并聯管路之間阻力不平衡偏差不大于15%。如通過調整管路尺寸不能達到上述要求，則必須設調節(jié)閥門以保證風量分配。
機外靜壓計算
機外靜壓還可按下列方法計算：
系統(tǒng)風管壓力損失為：
△P=Rm*L(1+k) Pa
式中：
Rm—單位長度風管摩擦阻力損失，Pa/m；
L—最遠送風口送風管總長加上最遠回風口回風管總長，m；
k—局部阻力損失與摩擦阻力損失的比值。
彎頭三通少時，取k=1.0~2.0；
彎頭三通多時，取k=3.0~5.0。
經試算，對具有 5只彎頭，風速為4-6m/s，最長送風管為30m的管道系統(tǒng)，如取比摩阻Rm=5.0 Pa/m，k=2.0，由公式計算，風管壓力損失為450 Pa，與分段計算摩擦阻力和局部阻力的結果445.7 Pa，其誤差僅為1%。
組合式空調器中，含有混合段、過濾段、盤管段和風機段等不同功能段，每個功能段都有各自的阻力損失。
機內靜壓=各功能段（風機段除外）阻力之和。
組合式空調器功能段空氣阻力（Pa） (盤管面風速為2.5m/s時) |
粗效過濾器 | ≤50 |
中效過濾器 | ≤80 |
高中效過濾器 | ≤100 |
亞高效過濾器 | ≤120 |
加熱段（單排）(繞片盤管) | 30 |
表冷段（單排）(套片盤管) | 30~40 |
淋水段（單級二排） | 100~130 |
片式/微孔板消聲段 | 60/30 |
無殼風機在風機箱內運行時，會產生系統(tǒng)效應，引起風機性能的降低，計算機內靜壓時，必須加上這一壓力損失。
風機箱系統(tǒng)效應，與箱體接管位置和接管方式有關，其壓降為：
ΔP= ζ×（ρv2/2），Pa
式中，ζ為阻力系數，其值為：
不接管：ζ=1.8(徑向)，2.5(軸向)
接管：ζ=1.3(徑向)，1.8(軸向)
當風機箱出口較多，且出風速度不同時，應選擇最高出風速度和最大阻力系數的出口，計算箱體的壓降。
利用風機性能定律，可推算幾何相似風機，在不同運行條件或機號時的風機性能。這些定律對所有型式風機都適用。
風機定理
轉速n變化
Q2=Q1（n2/n1）
P2=P1（ n2/n1 ）2
N2=N1 （ n2/n1 ）3
LW2=LW1+50log （n2/n1）
密度ρ變化
Q2=Q1
P2=P1（ ρ2/ ρ1 ）
N2=N1 （ ρ2/ ρ1 ）
LW2=LW1+10log （ ρ2/ρ1 ）
直徑D變化
Q2=Q1 （ D2/D1 ）3
P2=P1（ D2/D1 ）2
N2=N1 （ D2/D1 ）5
LW2=LW1+70log （D2/D1 ）
式中： Q—風機風量
P—風機靜壓或全壓
N—風機軸功率
n—風機轉速
D—風機直徑
ρ—空氣密度
