Моторы вентиляторов и сопутствующее оборудование — ​новейшие тенденции (Журнал «Мир климата» №119)

Мотор вентилятора — ​это двигатель, вращающий крыльчатку. Вентиляторы делятся на несколько типов производительности по воздуху, статическому давлению, направлению потока и уровню шума. Различают осевые, канальные, центробежные и диаметральные (тангенциальные) вентиляторы. Каждый из этих типов имеет свою специфическую область применения.

Если говорить о кондиционерах воздуха, то осевые вентиляторы в основном используются в наружных блоках бытовых сплит‑систем, канальные — ​в наружных блоках VRF‑систем, а также во внутренних четырехпоточных блоках кассетного типа. Центробежные вентиляторы устанавливаются во внутренние блоки канального типа и на обращенную внутрь помещения сторону оконных кондиционеров. Вентиляторы тангенциального типа находят применение во внутренних блоках бытовых сплит‑систем, а также в воздушных завесах и другом подобном оборудовании.

Осевые вентиляторы подходят для систем канальной вентиляции с небольшим сопротивлением сети и значительным расходом воздуха. Вентиляторы центробежного типа могут использоваться в каналах с высоким сопротивлением сети для обеспечения постоянного расхода воздуха. Канальные вентиляторы устанавливаются в каналы, сопротивление сети в которых лежит в диапазоне между низким и высоким, для обеспечения различных расходов воздуха. Тангенциальные вентиляторы могут использоваться в каналах с низким сопротивлением сети для создания постоянного расхода воздуха с низким уровнем шума.

Перечисленные типы вентиляторов получили свои названия по форме рабочего колеса. Эти формы разработаны на основе исследований в области гидродинамики и использования метода копирования природных форм.

Помимо формы рабочих колес вентиляторы различаются по типу моторов. Если взять за основу взаимное расположение мотора и крыльчатки, моторы можно разделить на две большие группы: с внутренним и внешним ротором. Первая группа — ​это более традиционные моторы с валом, к которому крепится крыльчатка вентилятора. Ротор моторов второй группы расположен с внешней стороны и вращается вокруг находящегося в центре статора. Такая конструкция чуть дороже традиционной, однако отличается компактностью и способна создавать более высокий крутящий момент.

В зависимости от вида электропитания различают моторы переменного (AC) и постоянного (DC) тока. Как правило, в вентиляторах бытовой техники используются моторы переменного тока, так как именно такой ток подается через бытовую электросеть. В автомобильном оборудовании применяются моторы постоянного тока, питающиеся от аккумулятора.

В последние годы спрос на энергосберегающее оборудование способствовал распространению бесщеточных моторов постоянного тока (BLDC), в том числе для привода вентиляторов в бытовых кондиционерах. В BLDC‑моторах используется та же технология для регулирования скорости вращения, что и в инверторных компрессорах. По данным японской исследовательской компании Fuji Keizai, в 2018 году общее количество малых моторов в мире составляло примерно 6,6 миллиарда штук. Из них 2,2 миллиарда единиц — ​моторы вентиляторов. Доля BLDC‑моторов — ​1 миллиард изделий, ожидается, что к 2025 году их количество увеличится до 1,2 миллиарда штук.

Один из ведущих производителей вентиляторов и моторов к ним — ​компания ebm‑papst — ​приступила к производству электронно‑коммутируемых (EC) двигателей, использующих те же принципы, что и BLDC в 1965 году, став пионером в этой области. С помощью EC‑моторов от ebm‑papst, использующих EC‑технологию GreenTech, можно добиться сокращения энергопотребления до 30%. Кроме того, технология позволяет отслеживать скорость вращения, температуру, условия эксплуатации, получать сообщения об отклонениях в работе мотора. Для этого используются различные каналы связи — ​Интернет, SMS, электронная почта и Bluetooth.

В системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, где в качестве источника тепла и холода выступает чиллер, а воздух в помещения подается через устройства воздухообработки, устройства управления и исполнительные элементы подбираются как самостоятельные компоненты при проектировании. От этих компонентов, которые называют сопутствующим оборудованием, во многом зависит производительность системы.

Компания Belimo — ​всемирно известный производитель исполнительных элементов, регулирующих клапанов и датчиков. В сегменте исполнительных элементов компании принадлежат примерно треть рынка США и почти две трети европейского рынка. Компания производит и двигатели, и электронную начинку исполнительных элементов. Этими элементами можно управлять дистанционно, используя Belimo Cloud. Более того, модель Belimo Energy Valve способна сама накапливать данные, анализировать их и затем принимать меры по повышению эффективности работы теплообменников и всей системы в целом.

Как отмечалось выше, совершенствование таких компонентов, как вентиляторы и исполнительные элементы, идет в направлении повышения эффективности и расширения функциональных возможностей за счет использования облачных технологий и «Интернета вещей».

По материалам JARN