前言
眾所周知，風(fēng)機變風(fēng)量調(diào)節(jié)方式較具代表性的有閥門調(diào)節(jié)、進口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)、變頻調(diào)速調(diào)節(jié)等。其中，閥門調(diào)節(jié)簡便，但不節(jié)能；進口導(dǎo)葉具有較好的調(diào)節(jié)經(jīng)濟性，尤適用于大功率風(fēng)機，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴；變頻調(diào)速性能調(diào)節(jié)范圍寬，調(diào)節(jié)經(jīng)濟性最好，在大中型風(fēng)機上得到較廣泛的應(yīng)用，但價格約為配套風(fēng)機的3～5倍。
近年來，隨著我國空調(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)能效果并且價格低廉的可變風(fēng)量風(fēng)機。在日本，某公司大量地采用了出口蝸殼調(diào)節(jié)方式。1996年北京國際空調(diào)設(shè)備展覽會上展出了這種調(diào)節(jié)方式的空調(diào)機樣機。據(jù)稱，該調(diào)節(jié)方式可使風(fēng)機性能曲線扁平化，即風(fēng)量變化范圍較大時仍可維持風(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?其節(jié)能效果如何?這將是本文要探討的問題。
一、實驗裝置
依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 1236—85，實驗臺設(shè)計為出風(fēng)式，并略加修改．實驗系統(tǒng)如圖1所示。
實驗用風(fēng)機選用沈陽某風(fēng)機廠生產(chǎn)的4-72No.6雙吸風(fēng)離心風(fēng)機。實驗中將其蝸殼改變?yōu)榭烧{(diào)式，形成蝸殼調(diào)節(jié)可變風(fēng)量風(fēng)機，如圖2所示。其中，蝸殼調(diào)節(jié)折板可通過手輪絲桿調(diào)節(jié)器繞鉸點O轉(zhuǎn)動。
實驗中使用的主要儀表有皮托管，傾斜式微壓計，測壓管，功率計等。為配合節(jié)能對比實驗，選用富士FRN7. SPPS - 4JE變頻調(diào)速器。
二、實驗過程和實驗結(jié)果
（1）原型風(fēng)機性能實驗
風(fēng)機改造前進行原型風(fēng)機性能實驗。出口蝸殼調(diào)節(jié)板置0位，插板閥置0位，實驗中依次開大風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，到最大位置后依次關(guān)小，如圖3各位置。分別讀取動壓、靜壓、功率等數(shù)值，經(jīng)計算機回歸處理成光滑的曲線，如圖4中實線所示。
（2）蝸殼調(diào)節(jié)變風(fēng)量風(fēng)機性能實驗
實驗中，首先驗證蝸殼折板位于0時，風(fēng)機性能與原風(fēng)機一致。
轉(zhuǎn)動蝸殼調(diào)節(jié)絲桿手輪，調(diào)節(jié)折板到某一位置后固定。實驗中依次開大風(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的變風(fēng)量風(fēng)機的性能曲線。
由圖可見，蝸殼調(diào)節(jié)方式未使曲線扁平化，且其性能與原型風(fēng)機性能基本一致。
（3）節(jié)能效果實驗
在原型風(fēng)機實驗基礎(chǔ)上，找到最高效率點對應(yīng)的全壓、功率、流量、效率，即為該原型風(fēng)機的額定性能指標(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)機處于額定狀態(tài)并維持實驗過程中位置不變。依次關(guān)小蝸殼調(diào)節(jié)板，到最大位置后依次開大，各位置分別讀取實驗數(shù)值，將實驗數(shù)據(jù)無因次化可得到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)方式進行對比，實驗中對插板閥調(diào)節(jié)、變頻調(diào)速調(diào)節(jié)進行了實驗，并將無因次數(shù)值繪入文獻[2]的圖中，如圖5所示。
可見，蝸殼調(diào)節(jié)方式與插板閥調(diào)節(jié)十分接近，并沒有明顯的節(jié)能效果。
三、實驗結(jié)果影響因素分析
（1）蝸殼調(diào)節(jié)方式改變了風(fēng)機的蝸道曲線形狀，與理論上合理的對數(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）由于電機性能柔順性不佳，使電機的輸入功率不能隨電機軸功率的變化而變化。
四、結(jié)論與推測
（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，既不能使曲線扁平化，亦沒有節(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，尤其是對避免或消除小流量風(fēng)機的喘振有較好效果。
