De to vanlige viftetypene som brukes i bygningsinstallasjoner for kanalsystemer kalles generelt sentrifugal- og aksialvifter – navnet stammer fra den definerende retningen på luftstrømmen gjennom viften. Disse to typene er delt inn i en rekke undertyper som er utviklet for å gi spesifikke volumstrøm-/trykkegenskaper, samt andre driftsegenskaper (inkludert størrelse, støy, vibrasjon, rengjørbarhet, vedlikeholdbarhet og robusthet).

---

Tabell 1: Publiserte data for maksimal vifteeffektivitet i USA og Europa for vifter >600 mm i diameter

---

Noen av de vanligste viftetypene som brukes i HVAC er listet opp i tabell 1, sammen med indikative toppeffektiviteter som er samlet inn1 fra data publisert av en rekke amerikanske og europeiske produsenter. I tillegg til disse har «pluggviften» (som faktisk er en variant av sentrifugalviften) sett økende popularitet de siste årene.

---

Figur 1: Generiske viftekurver. Ekte vifter kan avvike mye fra disse forenklede kurvene.

---

Karakteristiske viftekurver er vist i figur 1. Dette er overdrevne, idealiserte kurver, og virkelige vifter kan godt avvike fra disse; de ​​vil imidlertid sannsynligvis ha lignende egenskaper. Dette inkluderer områder med ustabilitet som skyldes bevegelsesvariasjon, der viften kan veksle mellom to mulige strømningshastigheter ved samme trykk eller som en konsekvens av at viften stopper (se Stopping av luftstrømningsboks). Produsenter bør også identifisere foretrukne «sikre» arbeidsområder i litteraturen sin.

Sentrifugalvifter

Med sentrifugalvifter kommer luften inn i løpehjulet langs aksen, og deretter slippes den ut radielt fra løpehjulet med sentrifugalbevegelsen. Disse viftene er i stand til å generere både høyt trykk og høye volumstrømningshastigheter. De fleste tradisjonelle sentrifugalvifter er innelukket i et spiralhus (som i figur 2) som tjener til å styre den bevegelige luften og effektivt konvertere den kinetiske energien til statisk trykk. For å flytte mer luft kan viften utformes med et løpehjul med dobbel bredde og dobbelt innløp, som lar luft komme inn på begge sider av huset.

---

Figur 2: Sentrifugalvifte i spiralhus, med bakoverhellende løpehjul

---

Det finnes en rekke former på blader som kan utgjøre impelleren, med hovedtypene foroverbøyde og bakoverbøyde – formen på bladet vil bestemme ytelsen, potensiell effektivitet og formen på den karakteristiske viftekurven. De andre faktorene som vil påvirke viftens effektivitet er bredden på impellerhjulet, klaringsrommet mellom innløpskjeglen og det roterende impelleret, og området som brukes til å slippe ut luften fra viften (det såkalte «blåseområdet»).

Denne typen vifte har tradisjonelt blitt drevet av en motor med et rem- og trinsearrangement. Med forbedringen av elektronisk hastighetskontroll og den økte tilgjengeligheten av elektronisk kommuterte («EC» eller børsteløse) motorer, blir imidlertid direktedrift oftere brukt. Dette fjerner ikke bare ineffektiviteten som er iboende i en remdrift (som kan være alt fra 2 % til mer enn 10 %, avhengig av vedlikehold2), men vil sannsynligvis også redusere vibrasjoner, redusere vedlikehold (færre lagre og rengjøringsbehov) og gjøre enheten mer kompakt.

Bakoverbøyde sentrifugalvifter

Bakoverbøyde (eller «skråtende») vifter kjennetegnes av blader som vipper bort fra rotasjonsretningen. De kan oppnå en effektivitet på opptil 90 % når de bruker aerofoil-blader, som vist i figur 3, eller med vanlige blader formet i tre dimensjoner, og litt mindre når de bruker vanlige buede blader, og mindre igjen når de bruker enkle, flate, bakoverbøyde blader. Luften forlater tuppene på løpehjulet med relativt lav hastighet, slik at friksjonstapene i huset er lave, og luftgenerert støy er også lav. De kan stoppe i ytterpunktene av driftskurven. Relativt bredere løpehjul vil gi størst effektivitet, og kan lett benytte de mer solide, aerofoilprofilerte bladene. Slanke løpehjul vil vise liten nytte av å bruke aerofoiler, så de har en tendens til å bruke flate plateblader. Bakoverbøyde vifter er spesielt kjent for sin evne til å produsere høyt trykk kombinert med lav støy, og har en ikke-overbelastende effektkarakteristikk – dette betyr at når motstanden reduseres i et system og strømningshastigheten øker, vil effekten som trekkes av den elektriske motoren reduseres. Konstruksjonen av bakoverbøyde vifter vil sannsynligvis være mer robust og noe tyngre enn den mindre effektive fremoverbøyde viften. Den relativt lave lufthastigheten til luften over bladene kan tillate opphopning av forurensninger (som støv og fett).

---

Figur 3: Illustrasjon av sentrifugalviftehjul

---

Foroverbøyde sentrifugalvifter

Foroverbøyde vifter kjennetegnes av et stort antall foroverbøyde blader. Siden de vanligvis produserer lavere trykk, er de mindre, lettere og billigere enn tilsvarende motordrevne bakoverbøyde vifter. Som vist i figur 3 og figur 4, vil denne typen viftehjul inkludere over 20 blader som kan være så enkle som å lages av en enkelt metallplate. Forbedret effektivitet oppnås i større størrelser med individuelt formede blader. Luften forlater bladspissene med høy tangentiell hastighet, og denne kinetiske energien må konverteres til statisk trykk i huset – dette forringer effektiviteten. De brukes vanligvis til lave til middels luftmengder ved lavt trykk (normalt <1,5 kPa), og har en relativt lav effektivitet på under 70 %. Scrollhuset er spesielt viktig for å oppnå best mulig effektivitet, ettersom luften forlater bladspissene med høy hastighet og brukes til å effektivt konvertere den kinetiske energien til statisk trykk. De kjører med lave rotasjonshastigheter, og derfor har mekanisk genererte støynivåer en tendens til å være lavere enn bakoverbøyde vifter med høyere hastighet. Viften har en overbelastningseffektkarakteristikk når den opererer mot lav systemmotstand.

---

Figur 4: Foroverbøyet sentrifugalvifte med integrert motor

---

Disse viftene er ikke egnet der luften for eksempel er sterkt forurenset med støv eller inneholder fettdråper.

---

Figur 5: Eksempel på direktedrevet stikkvifte med bakoverbøyde blader

---

Radialbladede sentrifugalvifter

Den radialbladede sentrifugalviften har fordelen av å kunne flytte forurensede luftpartikler ved høyt trykk (i størrelsesorden 10 kPa), men når den kjører ved høye hastigheter, er den svært støyende og ineffektiv (<60 %) og bør derfor ikke brukes til generell HVAC. Den lider også av en overbelastningseffektkarakteristikk – ettersom systemmotstanden reduseres (kanskje ved at volumkontrollspjeldene åpnes), vil motoreffekten øke, og avhengig av motorstørrelsen kan den muligens «overbelastes».

Pluggvifter

I stedet for å være montert i et spiralhus, kan disse spesialdesignede sentrifugalimpellerne brukes direkte i huset til luftbehandlingsenheten (eller faktisk i en hvilken som helst kanal eller plenum), og den opprinnelige kostnaden vil sannsynligvis være lavere enn for sentrifugalvifter med kammer. Disse er kjent som «plenum»-, «plugg»- eller bare «ikke-hus»-sentrifugalvifter, og kan gi noen plassfordeler, men på bekostning av tapt driftseffektivitet (med den beste effektiviteten lik den for sentrifugalvifter med kammer, som er lik den for foroverbøyde sentrifugalvifter med kammer). Viftene vil trekke luft inn gjennom innløpskjeglen (på samme måte som en vifte med kammer), men deretter avgi luften radielt rundt hele 360° ytre omkrets av pumpehjulet. De kan gi stor fleksibilitet for utløpstilkoblinger (fra plenumet), noe som betyr at det kan være mindre behov for tilstøtende bøyer eller skarpe overganger i kanalsystemet som i seg selv ville øke trykkfallet i systemet (og dermed ekstra viftekraft). Den totale systemeffektiviteten kan forbedres ved å bruke klokkeformede innføringer til kanalene som forlater plenumet. En av fordelene med pluggviften er den forbedrede akustiske ytelsen, som i stor grad skyldes lydabsorpsjonen i plenumet og mangelen på direkte siktveier fra løpehjulet inn i kanalåpningen. Effektiviteten vil avhenge av viftens plassering i plenumet og forholdet mellom viften og utløpet – plenumet brukes til å omdanne den kinetiske energien i luften og dermed øke det statiske trykket. Vesentlig forskjellig ytelse og ulik driftsstabilitet vil avhenge av løpehjultypen – blandede strømningsløpehjul (som gir en kombinasjon av radial og aksial strømning) har blitt brukt for å overvinne strømningsproblemer som følge av det sterke radielle luftstrømningsmønsteret som skapes ved hjelp av enkle sentrifugalløpehjul.

For mindre enheter kompletteres ofte den kompakte designen ved bruk av lett kontrollerbare EC-motorer.

Aksialvifter

I aksialvifter passerer luften gjennom viften i linje med rotasjonsaksen (som vist i den enkle røraksialviften i figur 6) – trykksettingen produseres av aerodynamisk løft (ligner på en flyvinge). Disse kan være relativt kompakte, rimelige og lette, spesielt egnet til å bevege luft mot relativt lavt trykk, så de brukes ofte i avtrekkssystemer der trykkfallene er lavere enn i tilførselssystemer – tilførselen inkluderer vanligvis trykkfallet til alle klimaanleggskomponentene i luftbehandlingsenheten. Når luften forlater en enkel aksialvifte, vil den virvle på grunn av rotasjonen som påføres luften når den passerer gjennom løpehjulet – viftens ytelse kan forbedres betydelig ved hjelp av nedstrøms ledeskinner for å gjenvinne virvelen, som i den aksialviften med lameller vist i figur 7. Effektiviteten til en aksialvifte påvirkes av bladets form, avstanden mellom bladspissen og det omkringliggende huset, og virvelgjenopprettingen. Bladets stigning kan endres for å effektivt variere viftens ytelse. Ved å reversere rotasjonen til aksialvifter, kan luftstrømmen også reverseres – selv om viften vil være utformet for å arbeide i hovedretningen.

---

Figur 6: En røraksialstrømningsvifte

---

Karakteristikkkurven for aksialvifter har et stallområde som kan gjøre dem uegnet for systemer med et vidt varierende spekter av driftsforhold, selv om de har fordelen av en ikke-overbelastende effektkarakteristikk.

---

Figur 7: En aksialvifte med lameller

---

Lamelvaksialvifter kan være like effektive som bakoverbøyde sentrifugalvifter, og er i stand til å produsere høye strømninger ved rimelig trykk (vanligvis rundt 2 kPa), selv om de sannsynligvis vil lage mer støy.

Blandeviften er en videreutvikling av aksialviften, og som vist i figur 8 har den et konisk formet løpehjul hvor luft trekkes radielt gjennom de ekspanderende kanalene og deretter føres aksialt gjennom de rette styreskovlene. Den kombinerte virkningen kan produsere et trykk som er langt høyere enn det som er mulig med andre aksialvifter. Virkningsgrad og støynivå kan være lik de for en bakoverkrum sentrifugalvifte.

---

Figur 8: Blandet strømningsvifte

---

Installasjonen av viften

Arbeidet med å tilby en effektiv vifteløsning kan bli alvorlig undergravd av forholdet mellom viften og de lokale kanalveiene for luften.

---

Publisert: 07.01.2022