空調箱風車怎麼選?【前傾、後傾、直結式、EC 風車】一次搞懂

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前言

        根據美國能源部(DOE)長期調查結果顯示,在小型辦公大樓空調系統中,提供送風排風風扇的耗能,佔了整體空調耗能的比例約為30%~40%以上,僅次於壓縮機及冰水機。由此可知道「風車」是整個空調箱的重要靈魂核心關鍵零組件之一,而風車種類主要有前傾式後傾式直結式EC風車等四大種類,很多客戶對於風車種類及規格完全攏霧煞煞?網路上很多技術解說文章也因為過於深澀有看沒有懂?
本篇幫大家說明這四種風車的差異,相信看完本篇圖文並茂解說後,一定可以對於這四大種類風車建立起基本的認知藍圖,話不多說我們直接來看這期內容吧!

1. 前傾式風車(Forward Curved Fan)

1.1 定義與結構

亦稱為「前彎風車」。葉片的重心在旋轉軸的前方,出口角大於90度,具有過荷特性。可使用較細的軸或較小的軸承來操作,所以整體結構較輕巧,故通常造價上較為平價。

前傾式風車_葉輪

1.2 優點

  • 整體結構較為輕巧
    前傾設計使得風輪的重心位置相對靠前,有利於整個結構的穩定性。這樣可以減少對塔架的彎矩,從而允許塔架使用較少的材料或更輕的結構設計。

  • 風量風壓大
    葉片向前彎曲,與旋轉方向相同。這種設計使得葉片能更有效地”抓住”空氣,並將其向前推動,產生更大的風量。

  • 成本較低
    由於設計和製造的簡單性,前傾風車的成本相對較低。 

1.3 缺點

  • 噪音較大
    葉片向前彎曲,與旋轉方向相同。這種設計會導致葉片與空氣碰撞時產生較大的衝擊力,形成紊流和渦流,進而產生較大的噪音。

  • 較為耗能
    相較於後傾式風車,前傾式風車在將電能轉換為風能的效率上較低,這意味著在相同風量下,前傾式風車會消耗更多的能源。

  • 葉片積灰
    前傾式風車的葉片設計容易積聚灰塵和污垢,需要定期清潔頻率較高。  

2. 後傾式風車(Backward Curved Fan)

2.1 定義與結構

        亦稱為「後彎風車」。葉片的重心在旋轉軸的後方,出口角小於90度,具有非過荷之特性,功率曲線無過載。葉片及葉輪的自身結構強度較高,所以整體結構堅固、笨重,故通常於造價上較為高昂。

後傾式風車_葉輪

2.2 優點

  • 噪音值低
    後傾式風車的葉片向後彎曲,與旋轉方向相反。這種設計使得氣流能夠更平穩地流過葉片,減少紊流和渦流的產生。紊流和渦流是產生噪音的主要原因之一,因此後傾式風車的噪音值相對較低。

  • 能源效率高
    後傾式風車的葉片設計使得氣流在葉片間的流動更加平穩,減少了氣流與葉片碰撞產生的摩擦和能量損失。

2.3 缺點

  • 初始建置成本較高
    為了保證後傾式風車在高效運行過程中的耐用性和穩定性,故葉片及葉輪的自身結構強度較高,其葉片和葉輪通常使用高品質的材料,如鋁合金、不銹鋼或高強度合成材料,這些原材料的成本較高。

  • 體積較大
    後傾式風車需要較大空間,因為其葉片和葉輪設計較大,外殼和支撐結構也較為龐大,需預留進氣和出氣空間。所以有些具有體積空間限制條件下場所,後傾式風車可能就不適用。

3. 直結式(徑向式)風車(Direct-Drive Fan)

3.1 定義與結構

        亦稱為「徑向式」(Radial Fan)風車。葉片的重心通常設計在靠近葉片軸心點的位置,出口角等於90度。直結式風車(Direct-Drive Fan)是一種風車,其葉輪直接安裝在電機軸上,取消了傳統的皮帶或齒輪傳動機構。這種設計通常應用於徑向風車(Radial Fan),即氣流從風車中心進入,並在徑向方向(垂直於進氣方向)被排出。

直結式風車_葉輪

3.2 優點

  • 高效能
    由於沒有皮帶傳動的能量損耗,直結式風車的傳動效率更高,能耗更低,有助於節省運營成本。

  • 低維護成本
    沒有皮帶或齒輪,減少了潛在的機械磨損和故障點。

3.3 缺點

  • 初始建置成本較高
    直結式風車通常需要搭配永磁同步高效能電機馬達,通過使用高質量材料和精密製造工藝來減少能量損失,並配備先進的智能控制系統,以實現高效率、低噪音和低振動的運行。這類永磁同步電機馬達價格會比普通馬達昂貴。
  • 振動影響
    由於葉輪和電機直接連接,振動的傳遞可能更加明顯,需要額外考慮減振措施,以防止振動影響周圍設備和結構。

4. EC風車(Electronically Commutated Fan)

EC風車組合_去背2

4.1 定義與結構

        EC風車(Electronically Commutated Fan)是一種集成了電子換向器和直流電機的風車。這種風車具有高效節能的特點,並且能夠實現無段(級)調速。故有人將「EC風車」比喻成風車領域界的「電動車」是很貼切的形容哦!

4.2 優點

  • 節能高效
    EC風扇採用電子換向技術,能有效降低能量損耗,相較於傳統AC風扇,節能效果可達20%~50%。
  • 無段調速
    EC風車能精確控制風量和靜壓,並提供更廣泛的風量控制範圍,滿足不同使用需求。
  • 低噪音
    由於無碳刷摩擦,EC風扇運轉噪音明顯低於傳統AC風扇,提供更舒適的使用體驗。所以很合適像圖書館病房等需要極度安靜環境空間。
  • 空間適應性強
    EC風車設計通常比傳統AC風車更緊湊,無論是狹小的技術間、機房還是大空間的商業大樓場所,EC風車都能靈活適應,滿足不同安裝空間的需求。

4.3 缺點

  • 成本較高
    EC風車的初始成本相對較高,主要來自於高性能及精密電子元件的使用。
  • 環境限制性較高
    電機內部的電子換向系統可能會產生電磁干擾(EMI),EC電子元件的依賴使EC風車在極端條件下較容易發生問題(如高溫、高濕、高粉塵均較不建議使用)

5. 前傾、後傾、直結式、EC 風車差異比較

將前傾式風車、後傾式風車、直結式(徑向式)風車及EC風車重要特點的比較整理於下圖,方便大家可以快速利用一張圖表看懂其差異性所在。

6. 結論

        空調箱風車的選擇是一個綜合考量多方面因素的過程。無論是前傾式風車後傾式風車直結式風車還是EC風車,每種風車都有其獨特的優點和適用範圍,了解這些風車的特性並根據實際需求進行選擇,能夠有效提高空調系統的效率,降低運行成本,並延長設備的使用壽命。

根據上述資料,您應該了解到「並不存在所謂最好的風車」選擇最合適的風車類型應根據自身需求及預算,與專業的空調設備廠商進行討論。如果仍無法決定哪種風車最適合您的空調箱,不妨聯絡勝新這類大型空調設備專家。我們能根據您的產業屬性和需求,提供詳細規劃及客製化建議,確保您選擇到最合適的風車方案哦!

7. 補充資料