前言
眾所周知，風(fēng)機(jī)變風(fēng)量調(diào)節(jié)方式較具代表性的有閥門調(diào)節(jié)、進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)、變頻調(diào)速調(diào)節(jié)等。其中，閥門調(diào)節(jié)簡(jiǎn)便，但不節(jié)能；進(jìn)口導(dǎo)葉具有較好的調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)性，尤適用于大功率風(fēng)機(jī)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴；變頻調(diào)速性能調(diào)節(jié)范圍寬，調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)性最好，在大中型風(fēng)機(jī)上得到較廣泛的應(yīng)用，但價(jià)格約為配套風(fēng)機(jī)的3～5倍。
近年來(lái)，隨著我國(guó)空調(diào)設(shè)備向智能化、節(jié)能化的快速發(fā)展，亟需研制一種既易于控制又具有節(jié)能效果并且價(jià)格低廉的可變風(fēng)量風(fēng)機(jī)。在日本，某公司大量地采用了出口蝸殼調(diào)節(jié)方式。1996年北京國(guó)際空調(diào)設(shè)備展覽會(huì)上展出了這種調(diào)節(jié)方式的空調(diào)機(jī)樣機(jī)。據(jù)稱，該調(diào)節(jié)方式可使風(fēng)機(jī)性能曲線扁平化，即風(fēng)量變化范圍較大時(shí)仍可維持風(fēng)壓的基本穩(wěn)定。但該調(diào)節(jié)方式是否適用于集中空調(diào)系統(tǒng)中常用的后彎型離心風(fēng)機(jī)?其節(jié)能效果如何?這將是本文要探討的問(wèn)題。
一、實(shí)驗(yàn)裝置
依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 1236—85，實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)為出風(fēng)式，并略加修改．實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示。
實(shí)驗(yàn)用風(fēng)機(jī)選用沈陽(yáng)某風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的4-72No.6雙吸風(fēng)離心風(fēng)機(jī)。實(shí)驗(yàn)中將其蝸殼改變?yōu)榭烧{(diào)式，形成蝸殼調(diào)節(jié)可變風(fēng)量風(fēng)機(jī)，如圖2所示。其中，蝸殼調(diào)節(jié)折板可通過(guò)手輪絲桿調(diào)節(jié)器繞鉸點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)中使用的主要儀表有皮托管，傾斜式微壓計(jì)，測(cè)壓管，功率計(jì)等。為配合節(jié)能對(duì)比實(shí)驗(yàn)，選用富士FRN7. SPPS - 4JE變頻調(diào)速器。
二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果
（1）原型風(fēng)機(jī)性能實(shí)驗(yàn)
風(fēng)機(jī)改造前進(jìn)行原型風(fēng)機(jī)性能實(shí)驗(yàn)。出口蝸殼調(diào)節(jié)板置0位，插板閥置0位，實(shí)驗(yàn)中依次開(kāi)大風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，到最大位置后依次關(guān)小，如圖3各位置。分別讀取動(dòng)壓、靜壓、功率等數(shù)值，經(jīng)計(jì)算機(jī)回歸處理成光滑的曲線，如圖4中實(shí)線所示。
（2）蝸殼調(diào)節(jié)變風(fēng)量風(fēng)機(jī)性能實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)中，首先驗(yàn)證蝸殼折板位于0時(shí)，風(fēng)機(jī)性能與原風(fēng)機(jī)一致。
轉(zhuǎn)動(dòng)蝸殼調(diào)節(jié)絲桿手輪，調(diào)節(jié)折板到某一位置后固定。實(shí)驗(yàn)中依次開(kāi)大風(fēng)量，到最大位置后依次關(guān)小，每次分別讀取儀表數(shù)值，整理后繪入圖4中，即為折板在該位置時(shí)的變風(fēng)量風(fēng)機(jī)的性能曲線。
由圖可見(jiàn)，蝸殼調(diào)節(jié)方式未使曲線扁平化，且其性能與原型風(fēng)機(jī)性能基本一致。
（3）節(jié)能效果實(shí)驗(yàn)
在原型風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，找到最高效率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的全壓、功率、流量、效率，即為該原型風(fēng)機(jī)的額定性能指標(biāo)，分別以Po，No，Qo，no表示；調(diào)整調(diào)節(jié)閥位置使原型風(fēng)機(jī)處于額定狀態(tài)并維持實(shí)驗(yàn)過(guò)程中位置不變。依次關(guān)小蝸殼調(diào)節(jié)板，到最大位置后依次開(kāi)大，各位置分別讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)值，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)因次化可得到N/N0，Q/Q0。
為使該調(diào)節(jié)方式的節(jié)能效果與其它幾種調(diào)節(jié)方式進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)中對(duì)插板閥調(diào)節(jié)、變頻調(diào)速調(diào)節(jié)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并將無(wú)因次數(shù)值繪入文獻(xiàn)[2]的圖中，如圖5所示。
可見(jiàn)，蝸殼調(diào)節(jié)方式與插板閥調(diào)節(jié)十分接近，并沒(méi)有明顯的節(jié)能效果。
三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響因素分析
（1）蝸殼調(diào)節(jié)方式改變了風(fēng)機(jī)的蝸道曲線形狀，與理論上合理的對(duì)數(shù)螺旋線[3]偏差太大，氣體輸送中形成較大的撞擊損失。
（2）蝸殼調(diào)節(jié)板與管道連接部位造成流動(dòng)斷面的突縮，產(chǎn)生二次流旋渦區(qū)，增大了能量損失。
（3）由于電機(jī)性能柔順性不佳，使電機(jī)的輸入功率不能隨電機(jī)軸功率的變化而變化。
四、結(jié)論與推測(cè)
（1）出口蝸殼調(diào)節(jié)方式不適于4 - 72系列后彎型離心風(fēng)機(jī)，既不能使曲線扁平化，亦沒(méi)有節(jié)能效果。
（2）出口蝸殼調(diào)節(jié)方式適于小型前彎葉片離心風(fēng)機(jī)，尤其是對(duì)避免或消除小流量風(fēng)機(jī)的喘振有較好效果。
