The Training material of Ventilation (Fan/Blower) Provided by Ever Bright Ventilation Equipment Co., Ltd. located in Shanghai, China

1. Bring You Back Fresh Air!
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中國 No.1 台資風機廠
風機專業訓練教材
Jason LAI, PMP
Kunshan EverBright Ventilation Equipment
Co., Ltd.
http://www.ebfan.com
info@ebfan.com

2. 2
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風機教材內容
通風基本概念
風機的分類
性能曲線

3. Bring You Back Fresh Air!
通風基本概念
風機三要素:
風量, 風壓, 馬力

4. 4
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風量的定義—
單位時間的空氣體積
單位時間內需要的換氣量
公制單位:CMH, CMM,CMS
英制單位: CFM
在空間中, 有人員所需的新鮮空氣量,
排熱量或是機器設備的散熱量需求. 需
要由外界的空氣來交換, 稱換氣
體積=長x寬x高
進氣
排氣
人員空間或機房

5. 5
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風量單位
公制: CMH Cubic Meter Per Hour (每小時立方公尺)
CMM Cubic Meter Per Minute (每分鐘立方公尺)
CMS Cubic Meter Per Second (每秒鐘立方公尺)
LPS Liter Per Second (每秒鐘公升)
換算: 1CMS = 60CMM = 3600CMH, 1CMS=1000LPS
英制: CFM Cubic Feet Per Minute (每分鐘立方英呎)
英制公制換算:
1CMM = 35.32 CFM
1CFM = 1/35.32*60 = 1.7CMH

6. 6
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風壓的定義
風管
送風機經由風管將空氣輸送至空間, 故
會有因為風管及管件所產生的阻力, 就
會有風壓的需求
風機
人員空間或機房

7. 7
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-- 公制:
Pa(PASCAL) = N/M^2 (帕斯卡)
mmAq(mm-H2O) = Kg/M^2 (毫米水柱)
換算: 1mmAq = 9.8 Pa (一般常用10Pa計算)
-- 英制: inWg, in-H2O, (英吋水柱)
-- 公制英制換算: 1 inWg = 25.4 mmAq
風壓單位

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-- 全壓total pressure (TP)
-- 靜壓static pressure(SP)
-- 動壓dynamic pressure(Pd) 又稱速度壓
velocity pressure (Pv), Pv = V^2/(2g) * r
V: 風速M/S, g: 重力加速度 9.8 M/S^2, r: 氣體密度 KG/M^3
標準狀態下,20℃,一大氣壓, r=1.2,
所以 Pv(mmAq)= (V/4.03)^2 --速算公式
-- 全壓 = 靜壓 + 動壓 (TP = SP + Pd)
風壓的計算

9. 9
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當推算出所需要的風量及風壓時, 可選擇所採用的風機, 並
決定所需電力.
風機的機械原理是將機械所作的功轉換成空氣動力.
故空氣動力(KW) = 風量(CMM) * 風壓(mmAq) /
6120
推動風機運轉所需的軸動力(BRAKE HORSE POWER)
BKW = 空氣動力(KW)/風機效率(%).
選用風機的馬達馬力時, 要加上一定的安全係數, 一般在
11KW以下, 約+20%, 11KW以上, 約+15%.
公制單位KW, 英制單位HP, 換算: 1HP =
0.746KW
馬力與軸動力

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風機定律(FAN LAW)
就是風機轉速和 “風量”, “靜壓”, “軸動力” 之間的比
例關係
(風機定律有很多不同的變化, 下列為最常在現場使用
的公式)
風量和轉速的一次方成正比
靜壓和轉速的二次方成正比
軸動力和轉速的三次方成正比
此定律可應用到改變風機的性能變化計算上
風機定律

11. Bring You Back Fresh Air!
風機的分類
離心式(centrifugal)
軸流式(axial)
其他常用種類

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送風機之分類(依空氣輸送方式)
-- 離心式風機
(Centrifugal fan)
-- 軸流式風機
(Axial fan)

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離心及軸流風機的一般比較
離心風機
安裝體積 2
製造成本 2
靜壓值 使用範圍大
0 – 1500 mmAq
噪音度 軸流-10dB以上
備註 亞洲,美洲廠商較多用
軸流風機
1
1
使用範圍較小
0 – 250 mmAq
較高
歐洲廠商較多用

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-- 前傾式(又稱多翼式, Sirocco)
forward inclined
-- 後傾式
backward inclined
-- 後曲式
backward curved
-- 翼截式(後曲的一種)
airfoil blade
-- 直翼式
radial blade
-- 透浦式
turbo
離心風機的分類(依風輪型式)

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離心風機的分類(依風輪型式)
順時針方向
後傾式
直翼式
前傾式
由半徑的方
向, 固定圓心
若圓周上向
前傾為前傾
式,向後傾則
為後傾式

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前傾離心風輪(1)
--輕型(light duty)
靜壓上限50mmAq
葉片邊緣和風輪主板/
側板間的連接為滾邊
夾壓式
結構耐轉速較低, 故靜
壓能力較小
價格較便宜, 一般尺寸
最大,做到18“直徑
標準材質為鍍鋅鋼板

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前傾離心風輪(2)
--一般型(general type)
靜壓上限100mmAq
葉片邊緣和風輪主板/側板
間的連接為鉚釘固定或插
腳折邊
結構之耐轉速較高, 故靜
壓能力較大(與輕型比較)
風輪側板不是流線型,亂流
損失大, 效率略低
一般尺寸最大做到40“直徑
P u n k e r
V e n t ila to r r ä d e r + L u f tte c h n ik

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後傾離心風輪
--後傾式 backward inclined
--後曲式 backward curved
多為燒焊結構, 耐轉速較高,
靜壓能力依設計需求, 標準
型約250mmAq, 中高壓型約
500-1000mmAq.
側板為流線型, 亂流小, 效率
較高.
尺寸從250mm – 2050mm為
標準品, 更大尺寸需訂製
P u n k e r
Ve n tila to rrä d e r+ L u ftte c h n ik

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翼截型離心風輪
--翼截式 airfoil blade
為後傾式風輪的變型, 葉片
做成機翼造型, 可減低風阻,
增加效率, 減低噪音
當空氣經過葉片時, 如同機
翼般有上升推力產生, 可減
少軸動力的消耗, 增加效率.
性能狀況與後傾式同, 但效
率高約3-7%, 噪音約低2-
3dB

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翼截型離心風輪
--伯努力定律
氣流通過葉片的上升推力
距離短/速度慢/密度大/壓力大
距離長/速度快/密度小/壓力小
昇
力

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--透浦型 (turbo fan or pressure fan)
為後傾風輪的一種,
用於高靜壓.
結構上風輪寬度很小,
同一直徑的風量輸出
也很小, 主要用來增壓
壓力能力可達
1000mmAq
透浦離心風輪

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--直翼型(radial type)
可分為radial blade及
radial tip blade都為污
染較重的空氣品質. 後
者只有在葉片末端拉
直, 效率略近於後傾式.
可表現出較大的靜壓,
但風量則較小. 靜壓可
達750mmAq
為工業等級產品.
直翼型離心風輪

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各式離心風機之比較
效率 價格 靜壓
多翼式 40 – 65% 1 100mm
後傾直板式45 – 75% 1.2 250mm
後傾曲弧式45 – 75% 1.2 250mm
翼截式 50 – 82% 1.3 300mm
直翼式 35 – 60% 1.4 750mm
透浦式 30 – 55% 1.45 1000mm
以上為一般通用標準製品比較 (合理之選機狀況)

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單吸式(single
inlet –SISW)
雙吸式(double
inlet – DIDW)
箱型 (cabinet type
or box type)
離心風機的分類(依進風方式)

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單吸風機—進出風口皆可接風管
雙吸風機—只有出風口可接風管, 進風為開
放式
箱型風機—可減低風機噪音, 保護機殼受損
等.
離心風機的分類(依進風方式)
Spiralgehaeuse
Einstroemduese

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離心風機外型隨壓力的變化
高壓型的風舌出口位置最高, 代表空氣停留在機殼的時間最長, 接受能
量最多, 所以壓力越高. 但因機殼較窄, 所以同尺寸的風輪可輸出的風
量最小.
低壓型 中壓型 高壓型

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離心風機的型號及尺寸
日規(台規) 歐規 美規
#2 315MM 12”
#3 450MM 18”
#4 630MM 24”
#5 800MM 30”
#6 900MM 36”
#7 1000MM 42”
風機的番號是依風輪直徑大小來定義, 但在不同國家也
用不同的數來編號, 日規用番號, 歐規用公制MM直徑,
美規用英制INCH直徑
#1 = 6“風輪直徑

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離心風機的型號及尺寸
在廠商提供的製造圖上是無法看出風輪直徑的,
只能就外殼尺寸來做一個判斷.
一般來說, 外殼短邊約為風輪直徑的1.6 ~1.7倍左
右. 長邊約為風輪直徑的 1.8 ~ 1.9倍左右. 這個數
值可當一般的後傾或前傾離心風機的參考.
而高壓風機及直翼風機的尺寸, 則隨製造商而有
較大的不同設計. 短邊
長邊

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離心風機入風口的重要性(1)
入風口製作流線度佳, 可減少很多進風亂流, 減小風阻,
增加效率.
最好的是延長量足夠的流線, 如最左圖. 其次是右圖, 流
線型但較短
最不好的是沒有流線的錐型入風口.

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離心風機入風口的重要性(2)
入風口和風輪側蓋之間的間隙, 要儘量的小, 特別是壓
力需求大時.
廠商的做法, 有時是並排, 有時有插入內緣. 各有優缺點
洩漏影響及亂流影響
(風量減低及靜壓減低)

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離心風機的性能特性
前傾風輪,無定載特性
風量
軸動力靜壓 軸動力靜壓
風量
後傾風輪又稱定載型,

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工業風機及商用風機的差別
•工業風機：
其設計所採用的安全
係數較高，結構等級要求，料件
材質尺寸，厚度，使用壽命等都
要比商用風機大得很多．也因此
產業及製程等，皆採用工業風機
之設計基礎．以防止因為風機故
障而造成的重大損失
•商用風機：
以經濟為出發點，整體的使用壽
命及安全係數較低，故一般只能
使用在較無重大影響之一般通風
細
薄

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工業風機照片實例

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離心風機的型式及轉向(1)
依不同的軸承配置位置及馬達位置, 在amca99中分為arrangement 1 ~ 9. 但
我們常見者為arr.1就是所謂的懸臂式(軸承在同一側)及arr.3就是標準型(軸
承在兩側)
懸臂式的採用, 是為避免軸承置於入風氣流中, 通常是用於空氣品質
不良時, 會影響到軸承壽命. 如高溫, 粉塵, 油泥, 酸鹼性等的空氣品
質
懸
臂
式
標
準
型
軸承在氣流
中

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離心風機的型式及轉向(2)
風機方向, 乃是由驅動側來看, 分為順時針向CW及逆時針向CCW. 再依不同
的出風方向可分為TH(上水平), BH(下水平), UB(上吹), DB(下吹), TAD,
TAU, BAU, BAD等.

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離心風機的型式及轉向(3)
單吸風機的轉向應特別注意, 若訂貨時, 方向有誤, 把CW
及CCW弄反了，則風機是無法使用的．
雙吸風機就比較沒有問題．
採購時應注意事項：
１．風量，靜壓，馬力數，馬達極數
２．材質，料件，塗裝／顏色
３．方向，電壓，傳動方式
４．性能效率，噪音

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軸流風機的分類及比較
--導翼軸流風機(VANE AXIAL) (美規）
SP可達200-250mmAq
葉片寬，厚，輪轂較大，附導風翼
--管狀軸流風機(TUBE AXIAL) (歐規）
SP較低，僅100-130mmAq
葉片較窄，薄，輪轂較小，價格約上述1/2

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導翼軸流式風機
美規導翼軸流式風機的原始設計概念就是要能以這種軸
流風機來替代離心風機，所以壓力能力也要能達
250mmAq.
軸流葉片的增壓能力是靠空氣
停留在葉片上的時間的長短．
所以葉片寬，增壓能力越強．
良好的導翼設計可增壓30%
要能達到高靜壓的兩個因素
１．寬，厚葉片 ２．葉片與筒身的間隙

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導翼軸流式風機
內部的結構如下圖
外部馬達
接線盒
安裝腳架
延伸加油嘴
導風翼
馬達

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導翼軸流式風機
葉片結構如下圖
•葉片寬且厚
•有刻度可供靜止時調
整翼角.
可調翼角
前蓋
軸套

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管狀軸流式風機
歐規的管狀軸流式設計，是屬於較經濟型的設計，其壓
力能力也可達100-120mmAq，若是在出風口或入風口處
加上附加的導風翼（其設計需正確）則還可增壓25%左
右．
其葉片較窄，較薄，設計輕巧
註：有些台製品製造廠常製作
設計不正確之導翼，非但
無法正確增壓，反而增加
阻力，減低效率，耗電量
增加．

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管狀軸流式風機+導風翼
管狀軸流風機加裝導風翼的方式是加在入風口或出風口,
以達增壓的效果. 導風翼的設計需和軸流葉片呈反相對稱,
弧度相反.
而這樣的方式, 並不等於導翼
軸流風機, 因為這個名稱指的
是美規vane axial.

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管狀軸流式風機(二段式)
管狀軸流風機的壓力能力比
導翼軸流風機小, 但是也可利
二段式的增壓, 就是兩台完全
相同的風機連接在一起.
理論上可達1.9倍的風壓提
升. 但是風量則不改變．

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可調式葉角設計
為了維修方便，大多數的軸流風機設計為馬達直接傳動
型式．而要能改變同一尺寸風機的性能，除了靠不同極
數的馬達之外，就是要由葉角的調整來改變．
除了特殊的結構需求採用固定
翼角外，其他多採用可調式翼
角設計．

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皮帶傳動的軸流風機
軸流風機要處理皮帶緊度調整及更換皮帶, 都較不易, 因
為皮帶是伸入到機殼內部, 過去因為使用固定葉片居多,
所以要靠皮帶傳動來調整轉速以匹配性能, 但目前多為可
調式葉片, 改採直接馬達傳動, 會結省維修的費用及時間

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隧道通風機 Jet fan
隧道風機, 是不需風管, 靠推力來輸送空氣, 因為運轉的噪音非常高,
且封閉在隧道中, 所以前後出入口需要加裝消音筒來抑制噪音.
推力的計算是N = (CMS)*(KG/M^3)*(M/S)[風量 * 空氣密度 * 風速]

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其他類型風機
屋頂型/管軸離心式/壁扇/直線
型/斜流扇/無殼式

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-- 屋頂離心式風機
Roof centrifugal fan
-- 屋頂軸流式風機
Roof axial fan
-- 渦輪式自然通風器
-- 標準型自然通風器
屋頂型風機(1)

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-- 屋頂離心式風機
Roof centrifugal fan
只能做排風用
材質多用鋁合
金,FRP
可用皮帶傳動或直接
傳動
多採用後傾式風輪
屋頂型風機(2)

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-- 屋頂軸流式風機
Roof axial fan
可做排風或送風用
噪音比離心式大
可用皮帶或直接傳動
材質為鋁合金或FRP軸
流葉片分為可調鋁合金
葉片及固定式鋼板葉片.
後者噪音較大, 但價格
較便宜
屋頂型風機(3)

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-- 渦輪式自然通風器
-- 標準型自然通風器
不需動力, 靠溫差,高度
差,氣壓差, 高空風速等
而產生自然的排氣效果.
屋頂型風機(4)

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-- 一般壁扇(家用)
8“ ~ 18”直徑
-- 工業用壁扇
16“ ~ 36”直徑
-- 有壓壁扇
10“ ~ 60”直徑
傳動方式有直結及皮帶式
直徑 30“以上才有皮帶式
壁扇(1)

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壁扇(2)
家用壁扇及工業壁扇採用固定
式葉片, 有鋼板及鋁合金材質.
無法克服靜壓, 超過30PA以上
風量會大量減低
有壓壁扇可承受到約150PA的
靜壓, 有固定式及可調翼角葉
片, 材質多為鋁合金.
有壓壁扇的框架上有一鐘形流
線口, 這是其不同點.
(1mmAq=9.8Pa)
有壓扇的價格比家用及工
業用壁扇高出很多, 大多因
為加裝重力百葉, 或過濾網
等設備而產生阻力, 才需要
用到這種型式.

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斜流風機
設計體積小, 葉片採用混流式
葉輪MIX FLOW, 一般用在空
間受限的場所.
單位價格略高.
有軸流式的體積小優點, 及噪
音低的優點

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無殼式風機(1)
無殼式風機(PLENUM FAN
/PLUG FAN)
單吸離心風輪, 不加外殼, 用在
集風室的抽風或空調箱中.
因為機殼去除, 增壓能力減半,
且無機殼整流作用, 效率也降
低約10%. 故多採用後傾翼截
式風輪以增加效率.
安裝方式簡便.

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無殼式風機(2)
無殼式風機(PLENUM FAN
/PLUG FAN)
目前很多專業的無塵式空調箱
製造廠, 都以直接傳動的無殼
式風機來取代傳統的雙吸離心
式. 其優點是: 空調箱末段的
風機箱為正壓, 可防止灰塵滲
入, 且直結傳動可避免皮帶屑,
另外有體積小的優點.
正壓 負壓

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管軸離心式風機(1)
管軸離心式風機 Tubular
Centrifugal fan
也是直線型風機的一種, 採用離心單
吸風輪, 而以軸流方向輸送.
因為風的方向經90度轉折, 必需加導
風翼才能避免過多的動壓損耗.
優點: 比軸流風機噪音低, 比離心風
機體積小.
缺點: 成本高, 效率低.一般效率只有
25% - 50%,

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管軸離心式風機(2)
管軸離心式風機 Tubular
Centrifugal fan
可為皮帶傳動及直結傳動
但是皮帶傳動方式也與軸流相
同, 有維修的困難. (皮帶伸入
機殼內部).
此型式為美國廠家特有形式,
歐洲及亞洲少見.

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直線型風機
直線型風機 Inline
Centrifugal fan
可為皮帶傳動及直結傳動
構造與管軸離心式類似, 為離
心風輪, 軸向輸送氣體, 但其製
作上比管軸方便一些, 故價格
略低, 但是其效果比管軸離心
式風機更差, 通常不會超過
50%.

60. Bring You Back Fresh Air!
性能曲線
有那些性能曲線
如何判別資料的正確性

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標準性能曲線(歐規)
歐規曲線
各種不同轉速曲線
可依不同需求自行進
行轉速修改而調整
風量靜壓
壓力以全壓來表示,
故一般使用時, 要
將靜壓值加上表下
方的動壓值

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標準性能曲線(歐規)
風量
出口風速
動壓
轉速
噪音
全壓
(需用靜壓加上
動壓)
八音頻修正
值
效率
軸動
力

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標準性能曲線(日規)
日規曲線 與歐規類似
只有在壓力軸上採用靜壓值,使用者無
需再另行加上動壓
在台灣的使用者最常使用, 也是台製品
製造商常採用的格式
靜壓
風量
出口風
速

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標準性能曲線(美規)
美規曲線
單一轉速
優點: 簡單清楚
缺點: 無法看出變化
轉速時的特性

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標準性能曲線(1)
單一轉速性能曲線
SP KW
AIR VOLUME
靜壓-風量
風量-耗電
效率曲線
系統阻力
操作點
壓力峰值

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標準性能曲線(2)
單一轉速性能曲線
壓力峰值左側為波動區
SURGE AREA此區內風機性
能搖擺不定, 不能選取
效率好的區域約在壓力峰值
的50%上下.
SP KW
AIR VOLUME
波
動
區