בתחום ציוד האוורור, מאווררי-זרימה צולבת ומאווררים צנטריפוגליים הם שני סוגים נפוצים של מאווררים, אשר ממלאים תפקיד משמעותי בתרחישים שונים כגון ייצור תעשייתי, מכשירי חשמל ביתיים ומבנים מסחריים. למרות ששניהם לוקחים על עצמם את משימת הובלת הגז, בשל ההבדלים בעקרונות העבודה ובעיצובים המבניים, ישנם הבדלים משמעותיים בפרמטרי ביצועים ובתרחישי יישום.
1. עקרון עבודה
הצולב-מעריץ זרימה, הידוע גם בשם המפוח המשיקי, יש עיקרון עבודה ייחודי לפיו אוויר עובר דרך האימפלר פעמיים. האימפלר שלו הוא בדרך כלל רב-להבים וצורתו גלילית ארוכה, ללא דיסקים קדמיים ואחוריים. כאשר האימפלר מסתובב, זרימת האוויר נכנסת לרשת הלהב מהחלק הפתוח של האימפלר, עוברת דרך פנים האימפלר, ונפלטת מהצד השני של רשת הלהב, ויוצרת תנועת זרימת אוויר דרך האימפלר, ממש כמו מים הזורמים דרך צינור מים. מצב עבודה מיוחד זה מאפשר לו ליצור זרימת אוויר אחידה ושטוחה.
עקרון העבודה של אמאוורר צנטריפוגלימבוסס על כוח צנטריפוגלי. האימפלר של המאוורר מסתובב במהירות גבוהה המונע על ידי המנוע החשמלי. הגז הממלא את תעלות הלהב נזרק ממרכז האימפלר אל הקצה החיצוני של האימפלר תחת פעולת כוח צנטריפוגלי, הלחץ עולה, והוא יוצא מהאימפלר במהירות גבוהה ונכנס לוולוט. בוולוט, הגז מואט ככל שתעלת הזרימה מתרחבת בהדרגה, וחלק מהאנרגיה הקינטית שלו מומרת לאנרגיית לחץ סטטית. לבסוף, הוא משוחרר מהמאוורר בצורה משיקית. כאשר הגז באימפלר נפרק, נוצר לחץ שלילי במרכז האימפלר. תחת פעולת לחץ אטמוספרי, הגז החיצוני נכנס לאימפלר ומעביר את הגז ברציפות.
2. פרמטרים של ביצועים
א. נפח אוויר: נפח אוויר מתייחס לנפח הגז המועבר על ידי המאוורר בתוך יחידת זמן, והיחידה היא בדרך כלל מטר מעוקב לשעה (מ³/h). בשל תכונותיו המבניות, למאוורר הזרימה הצולבת- פיזור אוויר אחיד ויכול ליצור נפח אוויר גדול. עם זאת, טווח נפח האוויר של מאוורר בודד הוא בדרך כלל קטן יחסית. נפח האוויר של מאוורר הזרימה הצולבת- הנפוץ ביחידות הפנימיות של מזגנים ביתיים הוא בדרך כלל בין 300 ל-1500 מ"ר לשעה. טווח נפח האוויר של מאווררים צנטריפוגליים הוא הרבה יותר רחב. נפח האוויר של מאווררים צנטריפוגליים קטנים עשוי להיות רק כמה עשרות מטרים מעוקבים לשעה, בעוד זה של מאווררים צנטריפוגליים תעשייתיים גדולים יכול להגיע לכמה מאות אלפי מטרים מעוקבים לשעה.
ב. לחץ רוח: לחץ הרוח משמש למדידת יכולתו של מאוורר להתגבר על התנגדות, כאשר היחידה היא PASCAL (Pa). לחץ הרוח של מאוורר צולב- נמוך יחסית, בדרך כלל נע בין עשרות למאות פסקל. הסיבה לכך היא שדפוס תנועת זרימת האוויר הייחודי שלו גורם לאובדן אנרגיה משמעותי במהלך תהליך זרימת הגז. למאווררים צנטריפוגליים יש יתרונות ברורים ביצירת לחץ אוויר ויכולים לייצר לחץ אוויר גבוה יחסית. טווח לחץ האוויר של מאווררים צנטריפוגליים-בינוניים ונמוכים הוא בדרך כלל 98 עד 1470Pa, בעוד זה של מאווררים צנטריפוגליים בלחץ גבוה- יכול לעלות על 3000Pa. הם מתאימים למערכות אוורור שצריכות להתגבר על התנגדות משמעותית.
ג. מהירות סיבוב: מהירות סיבוב מתייחסת למספר הסיבובים של אימפלר המאוורר לדקה, כאשר היחידה היא סיבובים לדקה (ר/דקה). כדי להבטיח את היציבות והאחידות של זרימת האוויר, מהירות הסיבוב של מאוורר הזרימה הצולבת- נמוכה יחסית, בדרך כלל נעה בין 800 ל-2000 ר/דקה. טווח מהירות הסיבוב של מאווררים צנטריפוגליים רחב יחסית. מהירות הסיבוב של מאווררים צנטריפוגליים קטנים עשויה להיות בין 1000 ל-3000 r/min, בעוד למאווררים צנטריפוגליים גדולים, בשל גודלם הגדול יותר, יש מהירויות סיבוב נמוכות יחסית כדי להבטיח יציבות תפעולית, בסביבות כמה מאות סיבובים לדקה.
ד. יעילות: היעילות של מאוורר משקפת את יכולתו להמיר כוח קלט להספק אפקטיבי. באופן כללי, למאווררים צנטריפוגליים יש יעילות גבוהה יחסית בתנאי תכנון, ומגיעים ל-70% עד 90%, מה שמיוחס לעיצוב הבוגר יחסית ולמצב תנועת זרימת האוויר היציב שלהם. בשל זרימת האוויר המורכבת בתוך האימפלר, מאווררי זרימה צולבים סובלים מאיבוד אנרגיה משמעותי ויעילותם נמוכה יחסית, הנעה בדרך כלל בין 30% ל-60%.
3. תרחישי יישום
בשל המאפיינים של נפח אוויר גדול, זרימת אוויר אחידה ומבנה קומפקטי של מאווררי זרימה צולבים-, הם נמצאים בשימוש נרחב במכשירי חשמל ביתיים, כגון יחידות פנימיות של מזגנים, וילונות אוויר ומאווררי אוויר חם. ביחידה הפנימית של מזגן, מאוורר הזרימה הצולבת- יכול לפוצץ באופן שווה את האוויר הקר שנוצר על ידי המאייד, ולהשיג סירקולציה של אוויר פנימי וויסות טמפרטורה. מסך האוויר יכול ליצור וילון אוויר אחיד על ידי שימוש במאוורר צולב-, החוסם למעשה את חילופי האוויר הקר והחם בין הפנים והחוץ, וממלא תפקיד בשימור אנרגיה ובידוד אבק.
מאווררים צנטריפוגליים, עם יתרונותיהם של לחץ אוויר גבוה וטווח נפח אוויר רחב, תופסים מקום חשוב בתחומים כמו אוורור תעשייתי, מערכות מיזוג אוויר וציוד להסרת אבק. במפעלים תעשייתיים משתמשים במאווררים צנטריפוגליים לסילוק גזים ואבק מזיקים כדי להבטיח את איכות האוויר בתוך המפעלים. במערכות מיזוג מרכזיות בקנה מידה גדול, מאווררים צנטריפוגליים יכולים להתגבר על התנגדות צינורות ולהשיג הובלה אווירית-ת ארוכה. בציוד להסרת אבק, המאוורר הצנטריפוגלי מספק לחץ אוויר מספיק כדי לאפשר לגז המאובק לעבור דרך התקן להסרת האבק, ולהשיג הפרדה של אבק וגז.
4. יתרונות וחסרונות
היתרונות של מאווררי זרימה צולבת-: מבנה קומפקטי ותפוסת שטח קטנה; זרימת האוויר אחידה ויכולה ליצור זרימת אוויר שטוחה, מה שהופך אותו מתאים לאירועים עם דרישות גבוהות לאחידות זרימת אוויר. רעש ההפעלה נמוך יחסית, מה שהופך אותו מתאים לשימוש ביתי ולסביבות רגישות לרעש.
חסרונות של מאווררי-זרימה צולבת: יש להם לחץ אוויר נמוך יחסית ואינם מתאימים לתחבורה-למרחקים ארוכים או למצבים שבהם צריך להתגבר על התנגדות משמעותית. היעילות נמוכה יחסית וצריכת האנרגיה גבוהה. נפח האוויר של מאוורר בודד מוגבל וקשה לעמוד בדרישות של נפח אוויר גדול ולחץ אוויר גבוה.
היתרונות של מאווררים צנטריפוגליים: לחץ אוויר גבוה, המסוגל להתגבר על התנגדות משמעותית ולהשיג הובלת גז למרחקים- ארוכים. טווח נפח האוויר הוא רחב, אשר יכול לעמוד בדרישות האוורור של סולמות שונים. יש לו יעילות גבוהה והשפעה טובה-לחיסכון באנרגיה. הטכנולוגיה בשלה, עם מגוון עשיר של מוצרים וסלקטיביות חזקה.
חסרונות של מאווררים צנטריפוגליים: מבנה מורכב יחסית, נפח גדול, ותופסים הרבה מקום. הרעש גבוה יחסית במהלך הפעולה ויש לנקוט באמצעי בידוד קול. המחיר גבוה יחסית, במיוחד עבור מאווררים צנטריפוגליים גדולים-בלחץ גבוה.