Tryck-flödesförhållande vid parallellkoppling av radialfläktar

I de fall då två eller fler lika stora radialfläktar är parallellkopplade kan man med tillräcklig noggrannhet uppskatta flödet i systemet enligt formeln:

qtot = q1+q2+.....

Det vill säga det totala luftflödet uppgår till de ingående fläktarna sammanlagda totaltryck. Om fläktarna har ett utpräglat maxima i tryck-flödeskurvan, bör dess arbetspunkter vid parallellkoppling väljas så att båda fläktarna arbetar till höger om punkten för maximalt tryck. Annars finns det risk för instabila driftförhållanden.
 

Karaktäristiska kurvor för radialfläktar

Axialfläktar

Axialfläktar, även kallade propellerfläktar, har skovlar i radiell riktning på en roterande axel. Denna typ av fläkt består av ett hjul som roterar i en cylindrisk kapsel och luftflödet strömmar igenom fläkten axiellt. Den utvecklar mindre effekt än radialfläktar, men är bra för att transportera stora luftvolymer mot låg resistens. För att undvika alltför höga ljudnivåer kan radialfläkten endast arbeta under ett begränsat tryckområde, 0,01 – 0,3 kPa. För att nå högre tryckdifferenser konstrueras ibland axialfläktar med två roterande axialskovelkransar med en mellanliggande fast skovelkrans.

Det finns även axialfläktar som kan nå extremt stora tryckstegringar, exempelvis vissa turbojetmotorer på flygplan. Denna typ av axialfläkt skapar dock mycket höga ljudnivåer.

Axialfläkten kan regleras med hjälp av skovelvinkelreglering. Genom att skovlarna vrids kan flödet regleras med hög verkningsgrad. Eftersom kostnaden för denna typ av installation är hög är denna metod endast aktuell vid stora flöden, cirka 10 – 15 m/s. Axialfläkten kan också regleras med hjälp av spjällreglering och varvtalsreglering.

Verkningsgraden för en axialfläkt kan höjas genom att placera ledskenor efter fläkthjulet. Dessa ledskenor riktar luften bättre och verkningsgraden kan öka från cirka 75 till 85 %.

Ofta är axialfläktar försedda med ledskovlar, vilket medför att luften som lämnar fläkten har en roterande rörelse. Denna rotation ger upphov till strömningsförluster i kanalerna. En axialfläkt som inte är försedd med ledskenor bör således ha sitt kanalsystem på sugsidan om möjligt.
 

Karaktäristiska kurvor för axialfläktar

Tvärströmsfläkt

Tvärströmsfläkten, även kallad tangentialfläkt, tar in luft som den sedan komprimerar och trycker ut med kraft i önskad riktning. Denna typ av fläkt används för ventilation och kylning då ett stort flöde krävs, men används även i exempelvis luftridåer där även den låga ljudnivån uppskattas.
 

Tryckstegring

Eftersom användningsområdet för fläktar varierar stort skiljer sig behovet för tryckdifferensen markant. Små ventilationssystem i bostäder kräver endast små tryckdifferenser, medan en del industriella processer kräver mycket höga tryckdifferenser Fläktar som arbetar med mycket höga trycksdifferenser och stora strömningshastigheter kallas blåsmaskiner. Följande tryckdifferenser är vanliga inom de olika användningsområdena: [källa: NE]

• Ventilation i bostäder och lokaler: 0,4 – 2 kPa
• Värme- och kylanläggningar: 0,8 – 2 kPa
• Spån- och transportfläktar: 8 – 16 kPa
• Eldrum i ångpannor: 5 – 25 kPa
• Kupolugnar: 50 – 80 kPa
• Masugnar: > 100 kPa

Som regel kan man uppnå betydligt större tryckdifferenser med radialfläktar än med axialfläktar.
 

Kanalsystem

Fläktanslutna kanalsystem bör utformas så att tryckförlusterna blir så låga som praktiskt är möjligt.

Enligt ENEU 94 ska:

• Dimensionsförändringar, krökar, utlopp och andra kanaldetaljer utformas på ett strömningstekniskt korrekt sätt. Överslagsberäkning för ökning av fläktvarvtalet vid kanaldetaljer kan fås via länken nedan.
   
• Om inte särskilda skäl, så som stofttransport, föreligger, skall strömningshastigheten understiga 6 m/s i den dimensionerande kretsen i kanalsystemet vid gastemperaturer på 20 °C. Vid annan gastemperatur justeras den tillåtna strömningshastigheten enligt:

• Fläktanslutningar skall utformas så att de så kallade systemeffekterna, det vill säga tryckförluster i fläktinlopp och fläktutlopp, reduceras till ett minimum. Fläktinloppet skall förses med diffusor för tryckåtervinning. 
   
• Längden på slangar och andra kanaldetaljer som genererar höga tryckfall skall minimeras.
   
• Fläktsystemet skall utformas så att det är möjligt att utföra kontrollmätningar av de luftflöden och tryck som behövs för att kunna fastställa huruvida den i avtal fastställda energieffektiviteten är uppfylld.
   

Fläktars anslutning till kanalsystem (Fläktars anslutning till kanalsystem.pdf, 565,67 KB)
 

Reglermetoder för fläktsystem

Det finns flera olika metoder att reglera flödet i en fläkt. De vanligaste sätten att variera flödet är strypreglering, spjällreglering och varvtalsreglering. Radialfläktar med remdrift kan även regleras genom att ändra utväxlingen mellan motor och fläkt.

Genom stryp- och varvtalsreglering kan motståndet i kanalen ändras och därigenom kan flödet varieras. Denna installation är mycket enkel och billig. Emellertid är denna metod energimässigt ineffektiv och kan i längden visa sig vara mer kostsam.

För att minimera energiförlusterna är det mest effektivt att reglera flödet med hjälp av varvtalsstyrning. Det kan bland annat ske genom en givare som känner av en specifik reglerparameter och som ger en styrsignal till en elektrisk frekvensomriktare. Det kan också vara möjligt att använda sig av en elmotor med tvåhastighetsdrift. För axialfläktar är det möjligt att åstadkomma flödesvariation genom att variera skovelvinkeln. I vissa fall kan denna typ av styrning kombineras med varvtalsstyrning. En annan metod att styra flödet är med hjälp av ställbara ledskenor i fläktinloppet. Ledskenorna får gasflödet att rotera i samma riktning som fläkthjulet, vilket minskar volymflödet med mindre förluster än med spjällreglering.