EC HVAC 用後方湾曲遠心ファン: 完全な選択ガイド

ファンの選択が HVAC 設計で最初に決定されることはほとんどありませんが、ダクト システム全体が図面で約束されたとおりに動作するかどうかは静かに決定されます。後方に湾曲した遠心ファンは、コンパクトな筐体内で適度な圧力能力と予測可能な効率および一貫した音響挙動を兼ね備えているため、供給側の役割を支配します。 EC モーターを追加すると、パッケージが調整可能になり、固定速度と機械式ダンパーが、測定およびレポート可能な連続速度変調に置き換えられます。

以下の内容は、空気力学的側面から選択演算を経て、材料、制御、設置、維持に移ります。目標は、エンジニアが実際に選考シートに入力しなければならない数字を 1 か所にまとめることです。

EC後方湾曲遠心ファンの正体

信頼できる仕様書は、モーターの整流方法、ブレードがハブから離れる方法、空気がインペラから出る方法という 3 つの独立した設計上の決定に基づいています。これら 3 つを交換可能な部品として扱うことが、納入されたユニットがデータシートと一致しなくなる最も一般的な理由です。

EC部分

EC は、Electronically comutated の略で、ステーターを駆動するスイッチングが、モーター缶または小型の専用制御ボックスに組み込まれたパワーエレクトロニクスによって処理されることを意味します。固定速度誘導モーターと比較した場合、実際の違いは 1 つの動作点での効率だけではありません。それは、スピルやスロットルによる効率の低下を招くことなく、広帯域にわたって継続的に速度を変更できることです。可変風量システムでは、ほとんどの稼働時間が定格負荷を下回っているため、品質はピーク値よりも重要です。

後ろに曲がった部分

これはインペラの形状を表します。後方に湾曲したインペラには、回転方向から離れる方向に傾いたブレードが搭載されており、これによりブレードの通路が開き、空気がより穏やかに加速されます。前方に湾曲したインペラはその逆を行います。所定の直径と速度でより速く圧力を生成しますが、ピーク効率が低くなり、流れが最適点から離れると効率曲線が崩れる非常に急峻な効率曲線になります。後方に湾曲した形状は、より広い流量帯域にわたって効率を維持します。これはまさに、フィルターが汚れていて部分負荷時間がかかるシステムが必要とするものです。通路が広いとほこりがたまりにくくなります。このトピックについては、このノートでさらに詳しく検討します。 背面湾曲羽根遠心ファン .

遠心部分

空気はインペラの軸に沿って入り、ブレードからエネルギーを受け取り、半径方向外側にスクロール内に投げ込まれ、出口の前で速度圧力の一部が静圧に変換されます。この 90 度の回転により、遠心ファンが同様の直径の軸流ファンよりもはるかに高い静圧を発生させることができます。これはまさに、フィルター、コイル、長いダクトが抵抗を加え始めたときに設計者が必要とする品質です。

指定する前に比較する主要なパラメータ

2 つのデータシートはほぼ同一に見えても、まったく異なるマシンについて説明している場合があります。以下の表は、設計、試運転、および長期的なエネルギー使用にどの程度影響するかによってパラメータをランク付けしています。

後方に湾曲した EC ファンのサイズと選択方法

以下のワークフローは、後で再検討するのではなく、各ステップが次のステップを制約するように意図的に順序付けされています。

1. 負荷を空気量に換算します。冷却コイルの場合、必要な流量は、選択した温度差でコイルが吸収できる顕熱から生じます。換気義務については、その空間に必要な空気交換率から導き出されます。
2. フィルター、コイル、サイレンサー、ダンパー、ストレートダクト、継手、放電端子を通る設計フローでのシステム抵抗を合計します。
3. システム曲線をプロットします。抵抗はおおよそ流量の 2 乗に応じて変化するため、抵抗を定義するには 2 つの点で十分です。
4. 各候補のファンカーブを重ね合わせます。デューティポイントは、意図した速度でのピーク効率のすぐ左側、その速度で利用可能な最大圧力のおよそ 60 ～ 80% の間に位置する必要があります。
5. 左に寄りすぎる点は拒否します。ファンは、流れが不安定になり、騒音が急激に上昇する失速領域で動作します。
6. 設計点だけでなく、帯域全体のモータ定格に対する吸収電力を確認してください。
7. 選択した速度での音響パワー レベルを部屋の基準と比較します。
8. インレットリングからインペラを通ってアウトレットフランジまでのクリアランスを含む取り付け深さを確認してください。

EC72-B190 EC 後傾ブラシレス遠心ファン 仕様記事。 NO EC 後方傾斜遠心ファン 電圧 220/230V (カスタマイズをサポート) 風力 ≥105W 適用可能なリバーシブル ユニバーサル 電流 ≤0.87A Tu... 製品を見る→

平らな効率曲線がピーク値を上回る理由

部分負荷はファンの通常の状態であり、例外ではありません。年間を通して、建物に人が少ないか、屋外の温度が穏やかな場合、ユニットは定格流量の 60% で 30 分の時間を費やす可能性があります。ピーク効率が非常に高いが曲線が急峻な設計は、ピークが数ポイント低くても曲線が平坦な設計よりも、その期間にわたってより多くのエネルギーを消費する可能性があります。オプションを比較するときは、単一​​の点を比較するのではなく、予想される負荷時間を統合してください。

材料、ベアリング、環境保護

インペラ材質

• ガラス強化熱可塑性プラスチック (通常はポリアミド化合物) は、射出成形による低質量、再現可能な動的バランス、および中程度の温度での良好な挙動を実現します。これは、標準の空気処理セクションのデフォルトです。
• 鋳造アルミニウムは剛性を高め、高温に耐えます。成形されたインペラが変形せずに保持できる速度を超えて先端速度が上昇すると、これが必要になります。
• 亜鉛メッキまたはステンレス鋼は、質量と価格を犠牲にして、腐食性の気流、油っぽい排気ガス、高温での使用に適しています。

ベアリング

• スリーブ ベアリングは静かで安価ですが、取り付け方向やベアリング シートの温度の影響を受けやすくなります。
• ボールベアリングはラジアル荷重とアキシアル荷重を組み合わせた荷重を負荷するため、定格 L10 数値から寿命を見積もることができます。これはほとんどのメンテナンス計画に依存します。
• ハイブリッド セラミック ベアリングは、高速および高温での寿命を延長し、通常は連続使用の設置のために確保されています。

侵入保護と結露

室内空気処理ユニットが IP20 以上を必要とすることはほとんどありません。屋上のプラント、冷却塔の周囲、および洗浄の対象となる場所では、IP54 以上が求められます。結露は、回路基板上に形成される湿気の膜が最終的にトラックを腐食させるため、直接の水の侵入よりも微妙な脅威です。暖かい空気と冷たい空気を循環させると、湿度が一定の場合よりもはるかに結露が発生しやすくなります。そのため、密閉された巻線と排水経路を備えたモーターには価値があります。

制御、速度調整、ビルディング統合

制御インターフェースは、静圧の数値よりもはるかに寿命にわたるファンの動作を決定します。配線スケジュールを発行する前に、一般的なオプションを理解しておく価値があります。

• アナログ 0 ～ 10 ボルト入力は、依然としてダンパー制御ユニットで最もシンプルで最も広くサポートされているインターフェイスです。
• パルス幅変調入力は、コントローラーボードがモーターの隣にあり、余分なアナログワイヤが不便な場合に使用されます。
• 速度、電力、障害コードをすべてのユニットから読み取る必要がある場合は、Modbus RTU や BACnet などのデジタル バス インターフェイスが意味を持ちます。
• オープンコレクタパルスまたはホール信号として配信される速度フィードバック出力は、ファンが実際に指令された値で回転していることを確認します。
• ソフトスタートは突入電流を定常状態動作に近い値に制限するため、上流の保護デバイスを小型化できます。

EC72-B250 EC 自動車用後傾遠心ファン 仕様項目。 NO EC 後方傾斜遠心ファン 電圧 220/230V (カスタマイズをサポート） 風力 ≥105W 適用可能なユニバーサル可逆電流 ≤0.87A 回転... 製品を見る→

並列動作については、別途チェックする必要があります。 2 つ以上のファンが共通のプレナムで動作する場合、それらの速度は一致するか、少なくとも非常に近い速度を維持する必要があります。グループ内の著しく遅いユニットが、より速い隣のユニットによって後方に押しやられると、その結果、一連のファンが部分的に何もせず、残りが過負荷で動作することになります。 1 つの共有制御信号からグループを駆動し、ゾーンごとにのみ分割することで、問題を完全に回避できます。

後方に湾曲した EC ファンが HVAC に収まる場所

これらの業務のパターンは一貫しています。ダクト システムには大きな抵抗があり、設置スペースが狭く、単にオン/オフを切り替えるのではなく調整する必要があります。

• 広い流量範囲にわたって一定の静圧設定値を維持する必要がある可変風量エア ハンドリング ユニット。
• 空気の交換率が高く、供給騒音が業務上の制限値以下に抑えられるクリーンルームでは、
• データ ホール冷却では、連続運転により部分負荷効率がヘッドラインのピーク値よりも価値が高くなります。
• 空気源ヒートポンプでは、室外機が近隣に優しい騒音レベルを維持しながら実際の静圧を発生させる必要があります。
• ダクト抵抗が大きく、工場室の高さが制限されている戻りおよび排気システム。

EC92-B225 ECラジエーター後傾遠心ファン 仕様項目。 NO EC 後方傾斜遠心ファン 電圧 220/230V (カスタマイズをサポート） 風力 ≥135W 適用可能なユニバーサル可逆電流 ≤1.05A 回転... 製品を見る→

騒音、振動、設置方法について

• 入口のクリアランスを十分に残してください。インレットコーンとインペラ間のギャップが短いため、不均一な速度プロファイルが生じ、騒音とコストパフォーマンスが上昇します。インペラー直径の半分が実際的な最小値です。
• 退院直後の肘打ちは避けてください。 2 ～ 3 つの同等直径の直線ダクトにより、回転する前に速度プロファイルが安定します。
• ファンとダクトの間にフレキシブルコネクタを使用して、構造物由来の音を遮断し、小さな位置合わせ誤差を吸収します。
• ハウジングを絶縁パッドまたはスプリング マウントに取り付けます。そうしないと、低周波振動が建物フレームに直接伝わります。
• 共振を確認します。筐体パネルや支持フレームの固有振動数が動作速度帯域内にある場合、その後の鳴りが減衰しにくくなります。
• インペラクリアランスを均一に保ちます。ブレード先端と入口リングの間の小さな不規則性により、圧力パルスが局所的に特定され、音のノイズが顕著に増加します。

トラブルシューティングとメンテナンス

ほとんどの設備には 6 ～ 12 か月の検査間隔が適しています。インペラを清掃すると空気の流れとバランスが回復し、端子トルクをチェックすることで、後から追跡するのが最も難しい断続的な故障を防ぎます。

よくある質問

Q1: HVAC で使用される EC 後方湾曲遠心ファンは何ですか?

ダクト システムに重大な抵抗があり、気流を単に切り替えるのではなく調整する必要がある場合に使用されます。一般的な業務には、空気処理ユニット、クリーンルームへの供給、データ ホールの冷却、およびヒート ポンプの屋外セクションが含まれます。後方に湾曲したインペラが圧力と効率を供給し、EC モーターが調整可能な速度を供給します。

Q2: 前方に湾曲したインペラよりも後方に湾曲したインペラの方が効率が良いのはなぜですか?

違いは、ブレード通路内での空気の加速方法にあります。後方に湾曲したブレードは、より広い通路を通る流れをより穏やかに変えるため、乱流によって失われるエネルギーが少なくなります。前方に湾曲したインペラは、圧力を素早く高めるために激しい加速に依存しており、コンパクトで安価ですが、ピーク効率が低くなり、カーブが急激に低下します。

Q3: 遠心ファンのECモーターとACモーターはどのように選べばよいですか?

負荷が変化し、走行エネルギーが重要になる場合は、帯域全体で効率よく速度を継続的に変化させることができるため、EC を選択してください。デューティが固定され、ファンがほぼ常にフルスピードで動作する場合は、余分な配線と低速性能の低下を考慮して、別個のインバータを備えた AC モーターを選択してください。

Q4: これらのファンは低速で連続的に動作できますか?

ほとんどの EC モーターは、連続低速動作に耐えます。 2 つの詳細が注目に値します。まず、ベアリングの潤滑は長時間の低速走行に適したものでなければなりません。第 2 に、モーターは冷却のためにそれ自体の空気流に依存しているため、非常に低速では缶の内部で発生した熱が効果的に運び去られなくなり、周囲温度の下限が適用される可能性があります。

Q5: 後方湾曲遠心ファンと軸流ファンの違いは何ですか?

軸流ファンは空気をシャフト軸に沿ってまっすぐに押し出します。低静圧では大きな体積を動かしますが、ダクト抵抗が増加すると流量は急激に低下します。遠心ファンは空気を 90 度回転させるため、より高い静圧が可能になり、フィルター、コイル、長いダクトが必要な場合にはより良い選択肢となります。

Q6: EC遠心ファンのメンテナンス頻度はどれくらいですか?

ほとんどの HVAC 設置では、6 ～ 12 か月ごとの検査で十分です。このチェックでは、インペラの清浄度、ベアリングのノイズ、端子の締まり具合、およびフレキシブル コネクタの状態がカバーされます。ブレードに堆積物が蓄積すると空気の流れとバランスが悪化するため、ほこりや油分が多い排気負荷で動作するユニットはより頻繁に検査する必要があります。

HVAC 用途に EC 後方湾曲遠心ファンを選択するには、クリーンなフィルターの理想的なケースではなく、インペラの形状、モーター、および制御インターフェイスを現実的なシステム曲線に適合させる必要があります。ユニットが実際に満たす条件に合わせたサイズを設定し、適切な部品負荷マージンを維持し、ファンは何年も静かにその役割を果たします。その規律は数十年にわたる 電気モーターとファンのアセンブリ 自動車および産業用冷却アプリケーションにわたる製造経験。同じ原則がすべてのプラットフォームに適用されます。