fan

Eksosvifte

Grafiske symboler i henhold til DIN EN 12792

fan

Aksial vifte

En vifte (fra det latinske ventilatoren 'å generere vind' , ' til viftekjøling') er en eksternt drevet strømningsmaskin , dvs. en arbeidsmaskin som formidler et gassformig medium . For dette formål har den et løpehjul med aksial eller radiell strømning , som vanligvis roterer i et hus. Et trykkforhold mellom 1 og 1.3 oppnås mellom suge- og trykksiden (små vifter opp til 1,03). Væskemaskiner som oppnår et trykkforhold større enn 1,3 kalles kompressorer .

Vifter konverterer maksimalt 25 kJ / (kg × K), som ved en antatt tetthet på 1,2 kg / m³ (luft) tilsvarer 30 000 Pa, derav faktoren 1,3 i henhold til DIN 5801 og 13349.

Design

Aksial vifte

Aksial vifte

Arbeidsprinsipp for den aksiale viften

Aksiale vifter er det vanligste designet. Rotasjonsaksen til det aksiale løpehjulet går parallelt (aksialt) til luftstrømmen. Luften beveges av det aksiale løpehjulet som ligner på et fly eller en propell. Aksiale vifter oppnår høy gjennomstrømning med små dimensjoner. Det oppnåelige trykkforholdet er mindre enn for sentrifugalvifter.

Designet uten hus er vanlig for bord- og takvifter (vifter). Aksialvifter med huset og den indre drivmotor har den ulempe at navet dødt vann bak impelleren nav , men som er oppnådd ved en passende diffusor i stor utstrekning kan unngås (indre diffusor). Siden luften kommer ut bak aksialhjulet med en virvlende effekt, økes det statiske trykket med faste beslag (styrhjul) ved å konvertere den dynamiske energien som ligger i virvelen ( vinkelmoment ) til potensiell energi (statisk trykk). For å minimere trykktapet fra den aksiale viften, har større vifter eksterne diffusorer.

Diagonal vifte

En annen versjon av strømningsmaskinene er den såkalte diagonale viften, der huset og viftebladene er konisk formet ( radien øker mot trykksiden) slik at luften ikke kommer ut aksialt, men diagonalt. Diagonale vifter har større luftstrømningshastighet og bygger opp et høyere trykk med samme kraft og størrelse, slik at de kan betjenes med lavere hastighet med samme effekt og er derfor mer stillegående.

Begge versjonene har et såkalt navdødt vann (også: "Dead Spot"), som ligger bak motoren ordnet midt på enheten: Det er knapt noen luftbevegelse der. Av denne grunn er det allerede utviklet aksiale vifter som inneholder motoren i et omkringliggende hus og der bare lageret er plassert i midten. På grunn av den uvanlige utformingen av motoren er denne versjonen imidlertid ganske sjelden og også dyrere enn sammenlignbare aksiale vifter. Balansering er også tidkrevende på grunn av den store, ytre omkretsmassen til stasjonen. Spesielt kompakte vifter drives vanligvis direkte av en ekstern rotormotor .

Radial / sentrifugalvifte

Sentrifugalvifte med direktedrift

Sentrifugalvifter brukes hvor større trykkøkning med samme mengde luft er viktig sammenlignet med aksiale vifter. Luften suges aksialt (parallelt med drivaksen) til den radiale viften og avbøyes 90 ° ved rotasjon av det radiale løpehjulet og blåses ut radialt. Det skilles mellom løpehjul med bakoverbøyde kniver (ved høyt trykk og effektivitetsgrad), rette kniver (for spesielle formål som partikkelbelastede strømninger for å redusere opphopning) og fremoverbøyde kniver (for lave trykk og grader av effektivitet , se også avsnittet om tverrstrømningsvifter ). Det er ensidige og tosidige sentrifugalvifter med og uten hus. Når det gjelder utformingen med et spiralformet hus, er dette orientert slik at den gjenværende tangentielle komponenten av strømmen er rettet mot utløpet. Luften blåses vanligvis ut ved en flens eller et røruttak. For å minimere trykktapene på grunn av den høye utgangshastigheten fra sentrifugalviften, må du være forsiktig med å utforme nedstrømskanalen på riktig måte (med en diffusor om nødvendig). I versjonen uten spiralhus blåses luften radialt ut av sentrifugalhjulet og blåses ut i det fri gjennom en passende husdesign, slik tilfellet er med takvifter. Slike vifter eller de som inneholder ytterligere kompressortrinn (f.eks. Støvsugervifter) har ofte ledeskovler på utløpsomkretsen for å bruke den tangentielle strømningskomponenten.

Tangensielle eller tverrstrømningsvifter

Ved første øyekast ser disse ut som brede eller langstrakte sentrifugalvifter, men det funksjonelle prinsippet er fundamentalt annerledes. De har kniver som peker fremover, dvs. i kjøreretningen. Med de tangensielle viftene mates luften gjennom viftehjulet to ganger: den trekkes tangentielt over et stort område, omtrent over halvparten av viftehjulets overflate, ledes gjennom innsiden av hjulet og frigjøres også tangentielt igjen. Hjulet transporterer også en liten mengde luft utenfor. Luften kommer da vanligvis ut gjennom et smalt gap bredden på viftehjulet på motsatt side. Drivmotoren er vanligvis plassert i eller på enden av pumpehjulet; Tilsvarende kan også små motorer få plass i viftehjulet, noe som også forbedrer kjøling.

Tangentielle vifter kan avgi store mengder luft jevnt over et bredt utløpsområde og brukes i klimaanlegg , nattoppvarmingsovner og vifteovner . Siden de har tilstrekkelig luftgjennomstrømning selv ved lave hastigheter, er de tangensielle viftene, som for det meste drives av skyggelagte polmotorer , veldig stille i drift og er derfor godt egnet for kjøling, for eksempel overliggende projektorer . De er også foretrukket å bli funnet i kolonne- eller tårnvifter. Denne typen vifte er ikke egnet for å bygge opp høyere trykk.

Tekniske nøkkeltall

Trykkøkningen oppnådde endringer avhengig av volumstrømmen. For å kunne sammenligne fans med hverandre, kan nøkkeltall brukes. Disse beregningene er

• Utskriftsnummer
• Leveringsnummer eller strømningshastighet
• Kjør nummer
• Spesifikk hastighet
• Diameter nummer
• Effektivitet
• spesifikt lydeffektnivå
• Ytelsestall for turbomaskiner

Viftene kan klassifiseres i Cordier-diagrammet .

Ikke-bindende referanseverdier

Tabellen inneholder verdiene til fans med den beste teknologien som er tilgjengelig på markedet da denne forskriften ble vedtatt. Disse referanseverdiene kan ikke alltid oppnås i alle applikasjoner eller for hele tjenestespekteret som dekkes av denne forskriften:

Definisjon av begreper:

• "Målekategori" refererer til en test-, måle- eller driftsordning som definerer inn- og utløpsforholdene til den testede viften (installasjonssituasjoner i samsvar med ISO 5801)
  • "Målekategori A" refererer til et arrangement der målinger blir tatt på viften med frie inn- og utløpsforhold
  • "Målekategori B" refererer til et arrangement der målinger blir tatt på viften med et fritt inntak og med et rør montert på utløpet
  • "Målekategori C" refererer til et arrangement der målinger blir tatt på viften med et rør montert på innløpet og med frie utløpsforhold
  • "Målekategori D" refererer til et arrangement der målinger blir tatt på viften med et rør montert på innløpet og et på utløpet
• "Effektivitetskategori" refererer til utgangsenergiformen til viftegassen som brukes til å bestemme energieffektiviteten - dvs. den statiske effektiviteten eller den totale effektiviteten - til viften, hvorved
  • a) det "statiske viftetrykket" (p _sf ) ble brukt til å bestemme viftegassutgangen i effektivitetsligningen for den statiske effektiviteten til viften og
  • b) "totaltrykket til viften" (p _f ) ble brukt til å bestemme viftegassutgangen i effektivitetsligningen for den totale effektiviteten til viften
• "Grad av effektivitet" betegner en parameter i beregningen av målenergieffektiviteten til en vifte med en viss elektrisk inngangseffekt ved energieffektivitetsoptimumet (vist som parameter "N" i beregningen av vifteens energieffektivitet)
• “Mål energieffektivitet” η _Målet er den minste energieffektiviteten som en vifte må oppnå for å oppfylle kravene; den er basert på sin elektriske inngangseffekt ved energieffektivitetsoptimum, der η- _{målet er} utgangsverdien fra den tilsvarende ligningen i vedlegg II, avsnitt 3, ved å bruke det relevante heltallet N av effektivitetsgraden (vedlegg I, avsnitt 2, tabeller 1 og 2) og det uttrykt i kW elektrisk inngangseffekt P _(d) til viften ved energieffektivitet optimal i den relevante energieffektivitetsformelen
• "Total effektivitet" refererer til enten "statisk effektivitet" eller "total effektivitet", avhengig av tilfelle.

Krav i ErP Ecodesign-direktivet

Beslutningskriteriet for viftenes energieffektivitet er systemeffektiviteten, som består av effektiviteten til viften, motoren og kontrollelektronikken.

Kravene ble hevet på nytt i andre etappe 1. januar 2015 (se tabell).

Systemet effektivitet
det system effektivitet av vifteenheten består av effektiviteten av den vifte ( ), idet motoren ( ), idet driv ( ) og kontroll ( ) som følger: ${\ displaystyle \ eta _ {\ mathrm {Sys}}}$${\ displaystyle \ eta _ {\ mathrm {V}}}$${\ displaystyle \ eta _ {\ mathrm {M}}}$${\ displaystyle \ eta _ {\ mathrm {A}}}$${\ displaystyle \ eta _ {\ mathrm {R}}}$${\ displaystyle \ eta _ {\ mathrm {Sys}} = \ eta _ {\ mathrm {V}} \ eta _ {M} \ eta _ {\ mathrm {A}} \ eta _ {\ mathrm {R}} }$

Systemeffektiviteten varierer sterkt avhengig av typen vifte og teknologien som brukes. For eksempel er effektiviteten til aksiale vifter med en inngangseffekt på opptil 10 kW i gjennomsnitt mellom 25 og 45%, og for frittliggende vifter med bakoverbøyde blader opptil 10 kW inngangseffekt, er den mellom 35 og 60 %. Systemeffektiviteten forbedres med økende volumstrøm og strømforbruk til motoren, siden motoreffektiviteten (75 til 95%) og driveffektiviteten (90 til 95% for kilerem opp til 97% for flate belter) forbedres betydelig. Vifteeffektiviteten øker bare moderat. Siden de fleste klimaanleggssystemene betjenes variabelt, brukes enten en frekvensomformer med en virkningsgrad på 95 til 97% eller en kontroller integrert i motoren for regulering.

Krav til produktinformasjon

Betingelser:

Nr. 1. Informasjonen om vifter nevnt i nr. 2 punkt 1 til 14 må synliggjøres slik:

a) i den tekniske dokumentasjonen for fans

b) på fritt tilgjengelige nettsteder til fanprodusentene

Nr. 2. Følgende må oppgis:

1. Total effektivitet (η) avrundet til en desimal
2. Målekategori (A - D) som brukes til å bestemme energieffektiviteten
3. Effektivitetskategori (statisk effektivitet eller total effektivitet)
4. Effektivitet ved energieffektivitet optimalt
5. om vifteeffektivitetsberegningen er basert på antagelsen om at hastighetskontroll brukes; i så fall om den er integrert i viften eller om den må installeres med den
6. Produksjons år
7. Navn eller varemerke , produsentens offisielle registreringsnummer og forretningssted
8. Produktets modellnummer
9. Nominell motorinngangseffekt (er) (kW), masse- eller volumstrøm (strømmer) og trykk (trykk) med optimal energieffektivitet
10. Omdreininger per minutt ved optimal energieffektivitet
11. "Spesifikt forhold"
12. Informasjon som er relevant for å lette demontering, gjenvinning eller avhending etter endelig avvikling
13. Relevant informasjon om installasjon, drift og vedlikehold av viften for å minimere miljøpåvirkningen og sikre en optimal levetid
14. Beskrivelse av andre gjenstander som brukes til å bestemme energieffektiviteten til vifter, for eksempel rørledninger , som ikke er beskrevet i målekategorien og som ikke følger med viften.

Den informasjon i de tekniske dokumenter må tilveiebringes i rekkefølge i samsvar med No. 2 poeng 1 til 14. Det er ikke nødvendig å gjenta formuleringene som er brukt i listen. Informasjonen kan også gis i form av grafikk , diagrammer og symboler i stedet for tekst .

Informasjonen nevnt i skrift 2 punkter 1, 2, 3, 4 og 5 skal gis permanent på eller i nærheten av den fra platen; Når det gjelder nummer 2 punkt 5, skal følgende formuleringer brukes som gjelder:

• "Det må installeres en hastighetskontroll med denne viften."
• "En hastighetskontroll er integrert i denne viften."

I bruksanvisningen gir produsentene informasjon om spesielle sikkerhetsregler som må tas når du monterer , installerer eller vedlikeholder vifter. Hvis det må installeres en hastighetskontroll med viften i samsvar med nr. 2 punkt 5 i kravene til produktinformasjonen , gir produsentene detaljer om egenskapene til hastighetskontrollen for å sikre optimal drift etter installasjon.

applikasjon

De fleste vifter transporterer luft og tilhører feltet luftteknologi eller ventilasjon . Når du begrenser til dette mediet: luft , oppstår følgende bruksområder:

• Klimaanlegg :
  • Temperaturen og luftfuktigheten i romluften styres av luftsirkulasjonen.
  • Kjøling : Spillvarmen fra en komponent eller enhet absorberes og transporteres bort av luften som strømmer forbi.
  • Tørking : Fuktigheten fra stoffene fjernes av strømmen av tørr luft.
  • Ventilasjon: Dårlig luft eller muligens forurensede, giftige gasser bør fjernes fra et rom og suges av. I noen tilfeller må pusteluft være garantert (for eksempel gruvedrift - tunnelventilasjon ).
• Eksplosjonsbeskyttelse : Å blåse bort brennbare gasser (for eksempel propan, som er tyngre enn luft) forhindrer farlige konsentrasjoner.
• Luftforsyning : Tekniske ovner har vanligvis en vifte som transporterer forbrenningsluften til brennerne eller direkte inn i forbrenningskammeret . For eksempel, den damplokomotiv av Marc Seguin var en øm utstyrt sine store vifter for tilførsel av brennkammeret med den nødvendige friske luft med oksygen for forbrenning av kull sikres.
• Transport : Luft kan brukes til å transportere suspenderte stoffer som korn eller sement billig. Det pneumatiske røret fungerer også med luft.
• Musikkinstrumentkonstruksjon : Organer drives med radiale vifter .

Ventilasjonsteknologi

Vifter er av avgjørende betydning i ventilasjons- og klimaanleggssystemer. Vifter gjør det mulig å transportere den nødvendige luftvolumstrømmen gjennom det tilkoblede rørsystemet. Ventilasjonskanalene, som i henhold til definisjonen i ventilasjonssystemets retningslinje består av ventilasjonskanaler , beslag og innebygde deler, gir motstand mot luftstrømmen. Dette må løses av viften ved hjelp av trykkøkningen, som også kalles trykk. Pressingen består av to deler:

• Det indre trykket er forårsaket av det interne innretningstrykketapet gjennom komponenter som filtre, luftvarmere, luftkjølere, lyddempere, varmegjenvinnere og lignende.
• Det ytre trykket krever at luftkanalsystemet er koblet til ventilasjons- og klimaanlegget.

Begge deler av trykket resulterer sammen i totaltrykket, også referert til som totaltrykket.

De energirelaterte produkter - direktiv 2009/125 / EF, som ble vedtatt i tysk lov med energiforbruket-relevante produkter Act, EUs forordning 2011/327 for fans, som trådte i kraft i 2011, og EU forordning 014 / 1253 for klimaanleggssystemer, hvis andre trinn må overholdes fra 1. januar 2018, betyr at for de fleste bruksområder for klimaanleggssystemer eller de elektriske viftene som er installert i dem, stilles det høye krav til energieffektivitet. Dette gjelder fremfor alt vifter der motorer med en elektrisk inngangseffekt mellom 125 W og 500 kW er installert.

I ventilasjonsteknologi bør viften alltid velges ved hjelp av et viftediagram eller spesiell produsentprogramvare med den tilsvarende vifteegenskapen til enheten som skal brukes. De mulige arbeidspunkter for viften ved en spesifisert hastighet er plottet på viften karakteristiske kurve. I motsetning til dette blir enhetens eller systemets egenskaper brukt til å definere de respektive volumstrømmene for det planlagte ventilasjons- og klimaanleggssystemet med tilhørende systemtrykkstap. Denne karakteristiske kurven blir utarbeidet i løpet av planleggingen ved hjelp av en trykktapsberegning. Det faktiske driftspunktet, også kjent som driftspunktet, for viften kan bestemmes via skjæringspunktet mellom de to karakteristiske kurvene. Dette betjeningspunktet bør velges slik at det er nær det området hvor viften har størst effektivitet og også ligger i området med lave støyutslipp. Med et optimalt valgt driftspunkt kan kostnadene for lyddemperen som skal brukes for å redusere viftestøyen optimaliseres.

I PC-området

Spillvarmen fra strømforsyningsenheten blir - med noen få unntak ("hviskemodus" på grunn av vifteløs drift ) ført til utsiden av en vifte og forårsaker samtidig en permanent luftstrøm i selve huset. støyforurensning på arbeidsplassen er uunngåelig.

Med økende prosessorytelse ble "aktiv kjøling" (i utgangspunktet bare for CPU ; fra i486 ) nødvendig, dvs. en varmeavleder med en vifte slik at de tett pakket kretsene inne i brikken ikke blir for varme, noe som kan føre til for tidlig feil . Dette tiltaket ble senere utvidet til grafikkprosessorene til grafikkort og brikkesettene til hovedkortene , så vel som til harddiskene, spesielt hvis det er flere samtidig. På grunn av de trange og flate hus, særlig for tjenere ( “pizza box” eller “pizza stativ ”), ble ytterligere vifter er påkrevet fordi minnemoduler og spenningsdeleren kondensatorene også krever særskilt varmespredning.

For å betjene en vifte krever en forsyningsspenning, typisk 12 V. Med en lavere spenning gir den imidlertid også mindre kjølekapasitet. Hvis spenningen faller under en bestemt, normalt ikke nøyaktig definert, spenningsverdi, stopper rotoren. En tredje kabel leverer en såkalt hastighetssignal for tilbakekobling av hastigheten og dermed funksjonalitet. Det endrer nivået en eller flere ganger per revolusjon . Noen vifter har en fjerde forbindelse via hvilken hastigheten kan styres (for eksempel ved pulsbreddemodulering (PWM)).

Bilder

• Typiske design og applikasjoner
• 

  Takvifte, snur sakte

• 

  Aksialvifte med hybriddrift (trykkluft / trefasestrøm)

• 

  Enermax 120 mm aksialvifte , enhet og ventilasjon

• 

  forskjellige aksiale vifter (8 ... 30 mm), ventilasjon av enheter og hus

• 

  2,5 meter stor aksialvifte for tunnelventilasjon

• 

  Håndvifte med fleksible kniver, drevet av to Mignon- batterier

• 

  Vifte med USB- port på en bærbar datamaskin

• 

  Romvifte

• 

  Sentrifugalvifte som skipsvifte

• 

  Porsche 911- motor med aksialvifte

• 

  Bygg ventilasjonsvifte

• 

  Sentrifugalvifte (sentrifugalvifte) for et orgel

Historie om fanproduksjon i Tyskland på 1800- og 1900-tallet

I 1851 grunnla ingeniøren Christian Schiele , en sønn av Johann Georg Schiele , som bygde det første gassanlegget i Frankfurt i Mainzer Landstrasse i 1828, Tysklands første fanfabrikk i Neue Mainzer Strasse 12 i Frankfurt am Main.

Bransjen for små fans i Tyskland er konsentrert i Hohenlohe og danner en såkalt klynge . Denne klyngen kom fra et enkelt selskap ( Ziehl-Abegg ), men er nå så uttalt (blant annet produsenten ebm-papst ble grunnlagt for 50 år siden , medstifter var Heinz Ziehl) at den ble omtalt i den første temautgaven av ledelseskonsulentfirmaets "Cluster" -magasin McKinsey ( McK Wissen ) presenteres i detalj som et godt eksempel på klyngefenomenet.

Et annet fansenter ble bygget i Bad Hersfeld . Her grunnla Benno Schilde den senere Benno Schilde GmbH i 1874 . I 1884 bygde Benno Schilde den første radiale viften sveiset av stålplate. Hele fanprogrammet videreføres i dag av TLT-Turbo GmbH i Zweibrücken .

Allerede i 1879 ble det bygget sentrifugalvifter i Karl-August-Hütte i Euskirchen , opprinnelig laget av støpejern. Senere spesialiserte Karl-August-Hütte seg i spesielle materialer. Varme og slitesterk materiale og vifter laget av rustfritt stål var inkludert i serien. Mer nylig har BVA Kockelmann GmbH i Euskirchen produsert disse spesialproduktene og utviklet dem videre.

I 1923 ble Elektro-Motoren-Handelsgesellschaft grunnlagt av Karl W. Müller i Esslingen am Neckar . Dette resulterte i Elektror airsystems GmbH, som i dag produserer industrielle vifter og sidekanalblåsere . Tilhørende motorer produseres internt.

Trivia

I Sør-Korea er viftedød en utbredt tro på at det å holde fans i gang i lange perioder kan forårsake kvelning, forgiftning eller tilstopping .

litteratur

• Undersøkelser av kjølevifter med aksial design. I: Automotive Technology . 9/1959, s. 361-366.
• Direktiv 2009/125 / EF om krav til miljøvennlig utforming av energirelaterte produkter . I: Den europeiske unions tidende . L, bind 285, s. 10-35.
• Forordning (EU) nr. 327/2011 om krav til miljøvennlig design av vifter . I: Den europeiske unions offisielle tidsskrift.
• Energieffektive vifter. Effektivitetsklasser for fans. I: vdi.de , (PDF; 5,6 MB)
• "ErP" står for "Energirelaterte produkter". ( Memento fra 18. desember 2015 i Internet Archive ) I: nicotra-gebhardt.com , (PDF; 3,8 MB)

weblenker

Wiktionary: Ventilator  - forklaringer på betydninger, ordets opprinnelse, synonymer, oversettelser

Wiktionary: Fan  - forklaringer av betydninger, ordets opprinnelse, synonymer, oversettelser

Individuelle bevis

1. ↑ Forordning (EU) nr. 327/2011 (Vifteforordning) , tilgjengelig 3. januar 2014, vedlegg IV. I: Den europeiske unions tidende .
2. ↑ Ny utvikling og krav til vifter i ventilasjons- og klimaanlegg. ( Memento fra 14. januar 2015 i Internet Archive ) I: rlt-geraete.de , åpnet 14. januar 2015 (PDF; 2,9 MB).
3. ↑ Krav til ErP (Ecodesign) -direktivet for fans. I: cci-dialog.de , åpnet 3. januar 2014.
4. ↑ Undersøkelser av energisparepotensialet til sentrifugalvifter i ventilasjons- og klimaanlegg ( Memento fra 2. januar 2015 i Internet Archive ) (PDF; 5,5 MB) opus.ba-glauchau.de , åpnet 9. januar 2015.
5. ↑ Krav til produktinformasjon på vifter - typeskilt og datablad. ( Memento fra 1. januar 2015 i Internet Archive ) I: erp-politik.at , åpnet 4. januar 2015.
6. ↑ Modellretningslinje for brannvernkrav for ventilasjonssystemer (modellventilasjonsanlegg - M-LüAR). DIBT, 11. desember 2015, s. 3 , åpnet 31. desember 2020 . 
7. ↑ Nicolas Fritzsche: Lommebok for ventilasjonsmontører og formenn . 8., revidert og utvidet utgave. VDE Verlag, 2020, ISBN 978-3-8007-5072-6 , s. 117 . 
8. ↑ Krav til ERP-retningslinjen for klimaanlegg. Hoval Aktiengesellschaft, åpnet 3. januar 2021 . 
9. ↑ RLT-enheter i samsvar med ErP-direktivet. I: robatherm.com. Hentet 3. januar 2021 . 
10. ↑ Nicolas Fritzsche: Lommebok for ventilasjonsmontører og formenn . 8., revidert og utvidet utgave. VDE Verlag, 2020, ISBN 978-3-8007-5072-6 , s. 135 . 
11. ↑ Pass på sommerfarene! (Ikke lenger tilgjengelig på nettet.) Korea Consumer Protection Board (KCPB) 18 juli 2006, arkivert fra opprinnelige januar åtte, 2 009 ; Hentet 1. september 2007 .