空調(diào)風機的性能與選用

傅田

[摘 要]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(diào)節(jié)設備和家用電器設備中的冷卻和通風；谷物的烘干和選送，風洞風源和氣墊船的充氣和推進等。空調(diào)風機也廣泛應用于各類通風換氣場所，成為空調(diào)和凈化設備的配套產(chǎn)品。因此本文主要研究空調(diào)風機的性能參數(shù)，以及空調(diào)風機的選用。

[關鍵詞]空調(diào)風機；風機；性能；選用

[中圖分類號]TB657 [文獻標識碼]A

1 空調(diào)風機的結構構成

空調(diào)風機主要由機殼、葉輪、進風口和外轉子電機組成。機殼一般是整體采用鍍鋅鋼板咬口制作，或優(yōu)質冷軋板咬口制作，其外形線條流暢、耐熱、耐潮、經(jīng)久耐用。葉輪通常是前向多翼圓弧型葉片與前盤、中盤鉚接成型，經(jīng)嚴格的動、靜平衡校正，確保運轉平穩(wěn)、效率高、噪聲低。進風口經(jīng)由模具加工，與軸向平行的截面呈流線型，使氣體流暢、阻力小。外轉子電機是將兩軸端固定在進風口上，葉輪與電機旋轉外殼直聯(lián)，減少了傳動損失，提高了風機效率。

2 空調(diào)風機的主要性能參數(shù)

風機的流量、壓力、轉速、功率和效率等因素是衡量空調(diào)風機性能的主要參數(shù)指標。

2.1 風機進口標準狀況

風機進口標準狀況是指風機進口處全壓為一個標準大氣壓，溫度為20攝氏度，相對濕度為50%，空氣密度為1.2kg/m3的氣體狀態(tài)。

2.2 風機流量

風機流量通常用體積流量來表示，它是單位時間流過通風機的氣體容積。風機流量通常是指風機進口處的流量，因氣體具有壓縮特性，出風口體積流量與進口處不同。但空調(diào)風機屬于中低壓風機在大多數(shù)情況下可以忽略其壓縮性。

2.3 風機的壓力

空調(diào)器設計中經(jīng)常用到機組的全壓、靜壓、風機全靜壓、機內(nèi)阻力、機外余壓等概念。空調(diào)風機的全壓是通風機出口截面上的總壓與進口截面上的總壓之差；動壓是通風機出口截面上氣體動能所表征的壓力；靜壓是氣體對平行于氣流動物體表面所作用的壓力，它是通過垂直于其表面的孔測量出來的， 也可以定義為風機的全壓減去風機出口處的動壓。

2.4 風機的轉速n

風機轉速是指風機葉輪的旋轉速度，通常它以每分鐘旋轉數(shù)為單位。即r/min 或rmp

2.5 風機的功率N

風機所輸送的氣體，在單位時間內(nèi)從風機中獲得的有效能量稱為風機有效功率。風機軸功率N軸，N軸 = N/η kw，其中η表示風機效率，N軸又稱風機的輸入功率。

2.6 風機的效率η

風機的靜壓內(nèi)效率為：η靜內(nèi)=Nst / N軸 = Pst x Q / 1000/ N軸。風機的全壓內(nèi)效率為η全內(nèi)=Nt / N軸 = Pt x Q / 1000/ N軸。內(nèi)效率和風機的靜壓內(nèi)效率均表征風機內(nèi)部流動過程的好壞。風機全壓效率是風機氣動力設計的主要指標。

2.7 風機與管網(wǎng)曲線

我們知道風機功能是克服管網(wǎng)阻力將具有一定壓力的氣體送到指定的地方。因此風機是和管網(wǎng)一起工作的。管網(wǎng)曲線是一條拋物線，其方程式為：P=KQ2。上述公式在如何調(diào)整風機轉速或調(diào)整管網(wǎng)阻力以達到空調(diào)機性能時經(jīng)常用到。

3 風機的選用

在選用風機時應選用效率較高、風機較小、調(diào)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；其次風機運行工作點，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；同時要降低噪聲，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，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，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(chǎn)生較高噪聲。

3.1 風機的分類選擇

根據(jù)風機的類型來劃分，選用前向多翼風機時，應具有轉速低、結構輕、低噪、調(diào)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；選用后向風機時應具有效率高，噪聲低，壓力高和結構強等特點，當設計風機壓力較大時應優(yōu)先選用后向風機；選用無殼風機時，管網(wǎng)需要靈活出口位置，需要降低管道出口噪聲，或管網(wǎng)在將來可能要變化的場合時應優(yōu)先選用。

3.2 風機的并聯(lián)運行

對經(jīng)常需要在大風量工況運行，偶爾由于負荷降低停用一臺風機時，應選用兩臺相同的通風機并聯(lián)運行；對經(jīng)常需要在小風量工況運行，偶爾由于負荷增加需臨時增開一臺風機時，應選用兩臺不同的通風機并聯(lián)運行。

3.3 電機選擇

選擇電機必須遵循以下原則：電機工作時，發(fā)熱應接近其許可溫升，但不得超過；電機必須具有一定的過載能力，以保證在短時過載情況下能正常運行；電機應具有被拖動對象所需要的起動轉矩，只能大，不能小；電機實際運行電流必須小于電機額定電流。

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