Budowa wentylatora promieniowego – najważniejsze elementy i ich funkcje

Wentylatory promieniowe (nazywane również odśrodkowymi) to jedne z najważniejszych elementów stosowanych w urządzeniach do wentylacji, klimatyzacji i chłodzenia. Charakteryzują się tym, że powietrze przepływa przez nie prostopadle do osi obrotu wirnika, co pozwala na uzyskanie wyższego ciśnienia niż w wentylatorach osiowych. Są rekomendowane do projektów wymagających wysokiej sprawności przy dużych oporach w instalacji. Ich konstrukcja, choć może różnić się szczegółami w zależności od zastosowania i producenta, opiera się na kilku podstawowych elementach. Poniżej przedstawiamy przegląd głównych komponentów wentylatora promieniowego i ich roli w działaniu urządzenia.

1. Wirnik (impeller)

Wirnik to najważniejszy element wentylatora, odpowiedzialny za wprawienie powietrza w ruch. W wentylatorach promieniowych wyróżnia się trzy podstawowe typy wirników:

• Backward curved – z łopatkami zagiętymi do tyłu, zapewniające wysoką sprawność i niską podatność na przeciążenie silnika. Najczęściej stosowane w nowoczesnych systemach HVAC, gdzie potrzebna jest wysoka wydajność przy dużych oporach instalacji.
• Forward curved – z łopatkami pochylonymi do przodu, stosowane tam, gdzie wymagany jest wysoki spręż i cicha praca wentylatorów.
• Radial (proste) – o łopatkach ustawionych promieniowo, używane głównie w środowiskach zapylonych lub przemysłowych, gdzie ważna jest odporność na zanieczyszczenia.

2. Silnik

Sercem wentylatora promieniowego jest silnik, który odpowiada za wprawianie wirnika w ruch. Wyróżniamy dwa główne typy silników:

• Silniki asynchroniczne (AC) – tradycyjne rozwiązanie, często stosowane w prostych aplikacjach, o stałej prędkości pracy.
• Silniki EC (Electronically Commutated) – nowoczesne, bezszczotkowe, energooszczędne jednostki z wbudowaną elektroniką sterującą, umożliwiające płynną regulację prędkości obrotowej oraz integrację z systemami automatyki budynkowej (BMS).

Silnik może być zintegrowany z wirnikiem (konstrukcja kompaktowa) lub oddzielony poprzez wał napędowy i łożyska.

3. Obudowa, konsola montażowa

Obudowa wentylatora promieniowego pełni kilka funkcji: kieruje strumień powietrza, minimalizuje straty ciśnienia i tłumi hałas. Jej kształt i wykonanie wpływają na sprawność i stabilność pracy urządzenia.

Najczęściej stosuje się:

• Obudowy spiralne (scroll housing) – kierują powietrze do wylotu pod kątem 90° względem wlotu i umożliwiają wytworzenie ciśnienia statycznego w wentylatorach typu forward curved.
• Konsole do wentylatorów typu plug fan (bez spiralnej obudowy) – stosowane powszechnie w centralach wentylacyjnych, rekuperatorach, gdzie wentylator montowany jest bezpośrednio na konstrukcji urządzenia.

Materiał obudowy to zazwyczaj stal ocynkowana, stal nierdzewna lub tworzywo sztuczne (np. w wersjach o podwyższonej odporności chemicznej).

4. Wlot i wylot powietrza

Wentylatory promieniowe posiadają jeden centralny wlot osiowy (powietrze wpływa do wirnika wzdłuż osi obrotu) oraz wylot promieniowy (powietrze opuszcza wirnik pod kątem prostym do osi obrotu). Oś obrotu wirnika jest prostopadła do kierunku przepływu strumienia tłoczonego powietrza. Na wlocie do wentylatorów stosowane są odpowiednio wyprofilowane leje zasysowe, które optymalizują przepływ powietrza i opcjonalnie mogą być wyposażone w elementy takie jak siatki ochronne czy czujniki przepływu lub temperatury.

5. Elementy tłumiące i zabezpieczające (opcjonalne)

W zależności od zastosowania, wentylatory promieniowe mogą być wyposażone również w dodatkowe elementy, takie jak:

• Tłumiki drgań (amortyzatory, podkładki)
• Kratki ochronne
• Dodatkowe elementy do kontroli pracy i sterowania, np.: czujniki temperatury, czujniki drgań, czujniki ciśnienia

6. System sterowania

W przypadku silników EC, automatyka sterująca jest wbudowana w urządzenie.

Umożliwia ona:

• Płynną regulację prędkości obrotowej (sygnał 0–10 V, PWM)
• Komunikację z BMS (najczęściej przez Modbus RTU), monitorowanie parametrów (pobór mocy, temperatura, czas pracy), Sygnalizację błędów i alarmów

W klasycznych rozwiązaniach AC sterowanie odbywa się za pomocą zewnętrznych falowników (VFD) lub transformatorów.

Podsumowanie

Wentylator promieniowy to istotna część systemu wentylacyjnego. Kluczowe znaczenie ma odpowiedni dobór typu wirnika, silnika i parametrów technicznych do konkretnej aplikacji. Nowoczesne wersje z silnikami EC stanowią obecnie standard w branży HVAC, oferując lepszą wydajność, niższe zużycie energii oraz zaawansowane możliwości sterowania. Dzięki modułowej konstrukcji i szerokiemu wachlarzowi konfiguracji, wentylatory promieniowe znajdują zastosowanie w niemal każdej gałęzi przemysłu i budownictwa.  

Autor: Marek Skarżyński, Technical Support Manager, AFL MOTORS