在现代暖通空调（HVAC）系统中，空气处理机组（AHU）负责对整栋建筑进行送风、过滤、加热、制冷与空气循环。AHU 是建筑的核心，其性能在很大程度上取决于风机。系统需要风机持续推动空气流经过滤器、盘管、风阀以及相连的风管系统。这些部件中的每一个都会给气流路径增加阻力，因此风机不仅要提供所需的风量，还必须提供足够的压力。由于具备较高静压和较大风量的特性，离心风机尤其适用于此类应用。
选择合适的 AHU 离心风机需要综合多个性能参数，包括风量、静压、风机效率、转速、噪声以及运行工况。本文介绍 AHU 离心风机的主要规格参数，并说明这些性能参数如何影响空气处理系统的实际运行工况点。
什么是 AHU 离心风机？
AHU 是 HVAC 中负责空气处理和分配的组成部分。离心风机提供所需风量，推动整个处理流程持续运行。其工作原理是沿平行于转轴的方向吸入空气，并将空气向外加速约 90 度排出。随后，离心风机的蜗壳形机壳将部分速度能转化为静压。
与其他类型的风机相比，离心风机通常更适合 AHU 应用。这是因为 AHU 风机必须克服来自多个部件的压力损失，而这些部件都会给气流增加阻力。
AHU 离心风机的类型
根据叶轮设计的不同，AHU 离心风机可分为以下几种类型：
- 前弯离心风机
- 后弯离心风机
- 径向离心风机
- 翼型离心风机
AHU 离心风机有多种结构形式可供选择，包括带蜗壳离心风机、无蜗壳风机、静压箱风机以及风机阵列。合适的结构形式取决于所需风量、静压、效率、安装空间、噪声限制以及控制方式。
AHU 离心风机的关键性能参数
说明：为使关键性能参数更易理解，下文以朗伟 LONGWELL LWBE3G450-102NS-19 离心风机作为实际示例。
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LWBE3G450-102NS-19 参数 |
规格 |
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电压 |
230 V |
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输入功率 |
700 W |
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电流 |
3.1 A |
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最大风量 |
7,468 m³/h |
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最大静压 |
1,030 Pa |
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风机转速 |
1,450 RPM |
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噪声 |
70 dB(A) |
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防护等级 |
IP55 |
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绝缘等级 |
F |
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工作温度 |
-25°C 至 +60°C |
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控制方式 |
0–10 VDC / PWM |
风量
风量是指风机在单位时间内输送的空气量，通常以每分钟或每小时计。工程上常用立方英尺每分钟（CFM）或立方米每小时（m³/h）来表示。空间的冷负荷决定了所需的风量大小。
离心风机的额定风量不应被视为一个固定值。当空气流经过滤器、盘管、风阀和风管时，这些部件都会产生阻力。
朗伟LWBE3G450-102NS-19离心风机在1,450 RPM转速下的最大风量为7,468 m³/h。根据其 P-Q 曲线，该数值出现在大风量、低阻力的工况下。随着系统阻力增大，所需静压随之升高，风机实际能够输送的风量则相应减小。
静压
静压衡量风机克服气流路径中阻力的能力，常用英寸水柱（wg）或帕斯卡（Pa）表示。随着系统阻力增大，离心风机必须产生更高的压力才能维持空气流动。因此，静压不能脱离风量单独考量。在离心风机的 P-Q 曲线上，风量通常与静压呈负相关关系。
所选离心风机在 1,450 RPM 转速下的最大静压为 1,030 Pa。该数值出现在 P-Q 曲线接近零风量的一端。因此，应将其视为风机的压力极限，而不是在 7,468 m³/h 最大风量下可获得的压力。
全压
全压是静压与动压之和：
全压 = 静压 + 动压
静压反映的是可用于克服系统阻力的压力。动压则由流动空气的速度转化而来。二者相加即为气流所携带的总能量，也就是全压。随着空气流速增大，动压也随之增大，因此在较高风速下，全压会明显不同于静压。
在 AHU 风机选型时，区分静压与全压非常重要。许多风机的数据表和性能曲线以「静压—风量」给出，而有些规格则可能采用全压。如果不确认使用的是哪种压力就直接对比数值，可能导致风机选型错误。
功率与电机输入
功率表示风机所需的电能，通常以 W 或 kW 表示。由于存在能量损耗，电气输入功率不同于传递给气流的有效功率。一些离心风机供应商将实际电气输入功率视为风机系统在特定风量与压力工况点下所需的功率。
在 AHU 中，功率消耗应与风量和压力一起综合考虑。需要克服更高系统阻力或以更高转速运行的离心风机，通常需要更大的功率。这一点很重要，因为 AHU 风机往往长时间运行，所需工况点下的电气输入会直接影响系统的能耗。对于变速风机，实际功率消耗还会随风机转速和工况点的变化而改变。
风机转速
风机转速是影响离心风机性能的主要变量之一，通常用RPM（每分钟转数）来描述叶轮的旋转速度。
风机转速的较小提升，会带来压力和功率需求的大幅增加。在风机直径和空气密度相同的情况下，风机定律表明：风量与 RPM 近似成正比，静压随RPM的平方变化，功率则随RPM 的立方变化。
LWBE3G450-102NS-19型号的额定风机转速为 1,450 RPM。该风机还支持0-10 VDC和PWM 调速控制，使 AHU 控制器能够根据运行需求调节风机输出。1,450 RPM 这一数值应结合风机的 P-Q 曲线来看，因为改变转速也会改变可用的风量和静压。
AHU 通风系统中的曲线
P-Q 曲线
P-Q 曲线表示风量（Q）与压力（P）之间的关系。这里的压力通常指静压。仍有部分制造商以全压作为纵轴，因此在对比不同型号之前，务必先确认所使用的压力类型。
对于离心风机，其曲线通常向下倾斜。这意味着离心风机无法同时输出最大风量和最大压力。P-Q 曲线描述的是离心风机的性能，但并不能决定风机安装后的实际风量。在 AHU 通风系统中，P-Q 曲线用于了解风机在不同风量和压力条件下的性能表现。
系统阻力曲线
系统阻力曲线表示 AHU 离心风机在不同风量下必须克服的压力大小。实际运行工况取决于 AHU 和风管系统所产生的阻力。这些阻力来自过滤器、冷热盘管、风阀、消声器、风管摩擦以及弯头等部件。此处的一个核心关系是：系统压力损失 ∝ 风量²。
系统曲线在运行过程中也可能发生偏移。额外的风管阻力会增大系统阻力，使曲线上移。离心风机进出口条件不佳，会进一步提高 AHU 离心风机所需的压力。
推荐运行范围
工况点应落在离心风机曲线中稳定且高效的区域，而不是靠近曲线的任一极端。虽然 AHU 离心风机在技术上可以在较宽的风量和压力范围内运行，但当工况点偏离其推荐区域过远时，性能会明显下降。
在曲线的低风量一侧，工况点过于接近关断点（shutoff）会导致气流不稳定、振动加剧、噪声升高，甚至可能发生气动失速。而在另一端，过高的风量可能降低效率，并根据离心风机的设计不同，增大电机负载。
最佳效率点（BEP）为选择运行范围提供了有用的参考。风机并不需要恰好运行在 BEP 点上，但预期的 AHU 工况点通常应保持在其附近高效且稳定的区域内。实际上，系统的实际阻力可能高于计算值。这些额外的损失会导致修正后的系统曲线阻力大于计算曲线。
如何选择合适的朗伟 AHU 离心风机？
AHU 离心风机的选型应从实际工况点入手。首先确认所需的风量和静压，包括来自过滤器、盘管、风阀以及相连风管的压力损失。还应考虑噪声限制以及阻力的预期变化（例如过滤器积尘状态），确保工况点保持在风机曲线的推荐范围内。
在进行初步匹配时，工程师还可以借助选型计算工具缩小可选型号范围，再结合技术支持确认最终选型。朗伟提供直驱离心风机、皮带传动双进风双宽（DIDW）前弯离心风机以及皮带传动 DIDW 后弯离心风机等产品。控制方式与系统集成是选型的另一部分。对于变风量 AHU，具备可调转速的 EC 风机能够跟随变化的风量需求。
当标准型号无法完全满足需求时，朗伟还支持定制化 AHU 风机项目。其工程支持可涵盖 CFD 仿真、3D 结构设计、BMS 集成、样机验证，以及从规格锁定到量产发布的标准化 90 天 NPI 流程。
常见问题
如何计算 AHU 的静压？
AHU 静压是将气流路径中所有部件的压力损失相加计算得出。工程师还应考虑过滤器积尘或最不利工况下的预期情况。
EC 风机如何在 AHU 应用中节能？
EC 风机将高效电子换向电机与集成式调速控制相结合。这使得风机能够以所需转速运行，避免了部分负荷下的能源浪费。
能否用直驱机组替代皮带传动的 AHU 离心风机？
可以。皮带传动的 AHU 风机通常可改造为直驱离心风机或 EC 无蜗壳风机。替代机型的选型应基于当前工况点，而不是简单地匹配旧风机的尺寸。
