中央負壓吸塵系統，如何選型？管路長度以及風量、風壓的壓損

中央負壓吸塵系統管路長度與風量風壓壓損的關系

一、長度與風量的關系

　　在工業吸塵器中，長度可能涉及到吸塵管道等部件的長度。從理論上來說，管道長度會對風量產生影響。比如，較長的管道相當于增加了氣流流動的阻力路徑。根據流體力學原理，空氣在管道內流動時會與管壁產生摩擦，管道越長，摩擦損失就越大[1]。這就可能導致風量的降低，因為隨著摩擦損失增加，氣體流動的動力被消耗，能夠到達吸塵口的空氣量就會減少。例如，在一個大型工業廠房中，如果從吸塵器主機到最遠吸塵點的管道長度超出設計合理范圍，即使真空泵有足夠的動力，最終到達工作區域吸塵口的風量可能也無法滿足有效吸塵的需求。

二、長度與風壓的關系

　　風壓反映的是空氣在系統中流動時的壓力情況。對于工業吸塵器，隨著管道長度的增加，風壓也會受到影響。一方面，管道長度增加會使空氣在管道內的沿程阻力增大，就像水流在長長的水管中流動時水壓會逐漸降低一樣，空氣流動時長管道的摩擦損失導致壓力逐步下降，也就是說風壓降低。例如在通風和除塵系統中，如果管道總長度較長且沒有在設計上對風壓做出合理補償，后續部分的吸力可能明顯變弱，影響吸塵效果。另一方面，較長的管道可能還會引起局部阻力的變化，例如管道的彎曲、接口等部位在長距離情況下對風壓變化累加影響更大，導致總壓損增大，從而降低有效風壓[1]。

三、風量風壓與壓損的綜合關系

　　風量、風壓和壓損是相互關聯的。從功率角度來看，風機提供能量產生風壓來驅動空氣形成風量，在這個過程中如果存在較大的壓損，例如由于過長的管道或不合理的管道布局，風機就需要更大的功率輸出以維持一定的風量和風壓。風壓和風量之間存在特定的關系，當風機轉速不變時，風量如果由于管道等因素下降，可能會引起風壓的上升但不會無限上升，因為它們也受到風機性能曲線的限制。同時，壓損是一個評估這一過程中能量損耗的指標，它不僅影響吸塵系統的效率，也決定了風機的選型、管道尺寸的選擇等。若壓損過大，吸塵效率降低，可能導致吸力不足，無法有效清除灰塵和雜物等。

威德爾吸塵器廠家的產品特點

一、過濾與清潔相關特點

（1）高效過濾

　　威德爾工業吸塵器在過濾方面表現出色。他們采用進口的日本東麗覆膜濾芯和高效的海帕（HEPA）過濾器，這種高質量的過濾器能夠有效過濾掉細微塵粒子。例如在紡織廠等有絨絮、纖維等細小污染物的場景，該吸塵器能夠很好地捕捉這些微小物質，保障排出的空氣相對清潔，同時也可以避免細微粉塵侵入到吸塵器內部損壞機器部件，延長設備使用壽命，保護風機，提升整體的吸塵效率。尤其在電子廠等對潔凈度要求較高的場所，這一過濾功能優勢明顯，能夠為生產環境的空氣質量提供較好的保障[10]。

（2）減少堵塞且便于清潔

　　威德爾很多型號的吸塵器采用側吸口配合旋風分離器，這一設計有效減少了過濾器堵塞的概率。例如在處理含較多固體顆粒物（如鐵屑、砂粒等）的工況時，旋風分離器能使較大顆粒和灰塵在到達過濾器之前通過離心力的作用初步分離出去，減輕過濾器的負擔。而且還有獨立脈沖控制閥，進行自動反吹除塵，對于一些連續工作時長較長或者灰塵濃度較大的工廠環境，既能保證吸塵工作持續進行，又能定時清理濾筒，保證設備始終處于良好的工作狀態，操作也簡便，節省人工清理時間，并避免人工清理過程中可能出現的二次污染問題。此外，在部分威德爾型號中（如在處理含有大量粉塵的工況下的一些產品），過濾器清理可以在開機狀態下完成，比如通過左右搖動手動振塵桿就能將過濾器清理干凈，簡化了維護操作流程[7]。

二、動力與工作穩定性特點

（1）動力源定制與適應

　　威德爾吸塵器的動力源采用專門定制鋁鑄工藝。這種工藝有諸多優勢，例如可以解決由于地域溫差產生的熱脹冷縮問題，避免因溫度變化導致的吸塵器故障，提高了設備的穩定性和適用性。無論在北方寒冷的冬季廠房，還是南方炎熱的夏季車間，都能穩定運行。無刷高壓風機的應用使吸塵器吸力強勁，例如在打磨車間吸取金屬屑、在木工車間清除木屑等場景，無刷高壓風機提供的較強吸力可以有效清理各種雜質，同時具有可不停機連續工作的優點，大大提升了工業生產場景中的清潔效率，減少設備停機維護的時間成本和生產中斷的風險[7]。

（2）具備過載等保護機制

　　威德爾控制系統采用施耐德控制面板，配置過熱、過載、缺相保護等功能。在一些工業場景下，如果吸塵器長時間連續工作或者在電力供應不穩定的情況下，有了這些保護功能，就可以避免吸塵器因為電流過大、溫度過高或者三相電中某一相缺失等異常情況而損壞。不僅減少了設備維修成本，也延長了設備的使用壽命。同時，該控制面板還能自定義控制除塵設備及脈沖閥等系統，方便根據不同的工作環境和吸塵需求進行個性化的設置和調整，提高設備的適應性和工作效率。

三、安全與配件相關特點

（1）安全保障

　　整機接地是威德爾吸塵器確保使用安全放心的一個重要設計。在可能存在電氣故障風險的工業環境中，一旦設備漏電，整機接地能夠將電流安全導入大地，避免操作人員觸電，保障人身安全。標配加厚耐磨防靜電軟管，在使用時，既耐磨又可以防止由于靜電產生的安全隱患，例如在某些化工車間或者易燃易爆粉塵的工況下，防靜電功能就顯得尤為重要，可以避免由靜電引發的爆炸、火災等嚴重事故[7]。

（2）多種配件與定制化

　　威德爾工業吸塵器全系列產品包含了移動式、固定式、打磨配套、電瓶驅動和吸（除）塵系統等18個系列190多個型號的產品。這種多樣化的產品系列為不同的工業領域和工作場景提供了多種選擇。并且他們在標準機型外觀采用不銹鋼結構的基礎上，還提供了各種不同的吸塵、吸水配件，而且配件口徑可以定制。比如在食品加工車間可能需要特制的小口徑且符合食品衛生標準的吸嘴配件，威德爾就可以提供滿足需求的定制化配件，從而可以滿足吸各種廢棄物的需求，在機加工工廠則可以根據加工材料和工藝產生的廢棄物大小、形狀等定制相應的吸塵配件，使設備適應不同的清潔任務需求。

如何評估工業吸塵器的壓損

一、基本概念

　　壓損，即壓力損失，是指空氣在通過工業吸塵器及其相關系統（如管道、濾芯等部件）時壓力的降低量。在工業吸塵器中，壓損主要由兩部分構成：沿程壓損和局部壓損。沿程壓損是由于空氣與管壁等接觸面的摩擦而產生的壓力損失；局部壓損則主要是在管道的彎頭、接口、閥門以及吸塵設備內部結構突變（如管徑突然變小或變大）等部位產生的壓力損失，這些部位使空氣流態發生改變從而消耗能量產生壓力損失[1]。

二、從部件角度評估

管道因素

1.長度與管徑

　　管道越長，壓損越大。這是因為空氣在管道內流動時，與管壁產生的摩擦阻力隨著長度的增加而積累。例如有一個工業吸塵器系統，當管道長度從10米增加到20米時，經過測試會發現總壓損有明顯增加。另外，管徑也對壓損有很大的影響，管徑越小，空氣流速越快，從而導致沿程和局部壓損都增大。比如在相同風量的要求下，管徑為50mm的管道相比于管徑為80mm的管道，壓損會顯著增加，因為根據流體力學原理，較小管徑使空氣分子與管壁的碰撞和摩擦更為頻繁，能量損失更多。

　　管道的粗糙度同樣需要考慮。比較光滑的管道壁面（如不銹鋼材質的管道）相對于粗糙的壁面（如某些舊的鑄鐵管道），空氣流動時的摩擦系數更小，能夠減少沿程壓損。在一些老舊工業廠房，如果更換了光滑壁面的管道，有時能顯著降低整體的壓損。

2.彎頭與分支

　　彎頭是產生局部壓損的重要部位。彎頭角度（例如常見的90°彎頭和45°彎頭）對壓損影響較大，角度越大，空氣流動轉向越劇烈，壓力損失就越大。如果一個吸塵系統中有多個90°彎頭，相比設置同等數量的45°彎頭或者采用弧形彎管過渡的方案，壓損會明顯增加。研究數據表明，每增加一個90°彎頭，可能會使局部壓損增加20-50%不等（具體數值根據不同的流量、管徑等情況有所差異）。

     管道分支也會導致壓力損失。當空氣在分支處被分配到不同的管道方向時，流態變得復雜，能量會有損耗。如果分支設計不合理，例如各個分支管道的阻力不均勻，會導致空氣在不同分支管道中的流量分配不均，并造成較大的總壓損。

濾芯相關

1.類型與數量

　　不同類型的濾芯對壓損的影響有很大差異。紙質濾芯相對于高效的HEPA濾芯，一般來說對空氣的阻力較小，壓損也相對低一些。但是HEPA濾芯能夠過濾更微小的顆粒，滿足更高的過濾要求。如果在一個對空氣質量要求非常高的電子廠車間清潔工作中使用HEPA濾芯，盡管會帶來一定的壓損，但可以獲得高質量的過濾效果。而且濾芯的數量也會影響壓損，如果在吸塵器中設置多層濾芯以提高過濾效果，那么每層濾芯都會對氣流產生阻力，從而增加壓損。例如，某些工業吸塵器初級濾芯采用較為疏松的過濾材料以初步過濾大顆粒雜質，后面再加上級聯的HEPA濾芯加強細微顆粒的過濾，在這個過程中，空氣經過多層濾芯后文丘里效應，導致壓損有所增加。

2.清潔狀況

　　濾芯的清潔程度對壓損影響顯著。隨著濾芯使用時間的增加，灰塵和雜質逐漸在濾芯表面和內部堆積，阻塞了空氣通道，這使得空氣通過濾芯的阻力迅速增大，壓損不斷升高。例如在木工車間中使用的工業吸塵器，如果長時間不清理濾芯，木工粉塵大量積聚，會導致濾芯阻塞嚴重，原本可能只有較小的壓損逐漸變得很大，使吸塵器的吸力明顯下降，不僅影響吸塵效果，還可能因為風機需要更大功率維持空氣流量而增加能耗。

三、從工作狀態角度評估

風量與風速

1.風量大小

　　風量是影響壓損的重要因素。通常情況下，風量越大，在系統內產生的壓力損耗也越大。因為較大的風量意味著更多的空氣分子需要在有限的通道內快速流動，這就增加了空氣與管道、濾芯等部件的相互作用頻率和能量損失。例如，一個工業吸塵器在低風量運行時，壓力損失可能處于一個較低的穩定值，而一旦提高風量（如提高風機轉速增加風量），就會發現壓損隨之上升。

　　在設計和操作工業吸塵器系統時，如果風量超過了其合理設計的最大值（比如為了追求過高的清潔效率而不合理地提高風量），可能會使壓損急劇增加，可能導致管道磨損加劇、濾芯壽命縮短，同時風機也可能因為長時間處于高負荷工作狀態而增加故障風險。

2.風速分布

　　風速在管道中的分布不均勻也會帶來額外的壓損。當空氣在管道中以非均勻的速度流動（例如由于管道安裝不當或者異物在管道內影響氣流等原因導致），會產生局部的渦流和湍流現象，這些不穩定的氣流狀態會消耗更多的能量，增加壓損。在實際應用中，工業吸塵器管道系統如果經過優化設計，使風速更加均勻（例如采用漸變管徑、合理布局管道走向等方法），可以在一定程度上降低總壓損。

（二）工作時長與工況

1.連續工作時長

　　隨著工業吸塵器連續工作時間的增長，壓損有慢慢增加的趨勢。這主要是因為在長時間工作過程中，系統部件的性能可能會發生一些變化。例如風機的葉輪在長時間高速旋轉下，可能會產生一定程度的磨損，使其對空氣的推動效率降低，相當于產生了額外的壓力損失。同時，長時間工作也會導致如前文所述的濾芯堵塞情況更加嚴重，使壓損不斷升高。

　　2.工況復雜程度

　　工作工況復雜程度對壓損有著顯著影響。在有較多灰塵、雜質或者高溫、高濕度的工作環境下，這些外界因素會影響吸塵系統的狀態。例如在水泥廠的工作環境中，大量的水泥粉塵會迅速堵塞濾芯；在高溫環境下，空氣的密度和黏度等物理性質發生變化，增加了空氣流動的阻力，這些情況都會導致壓損增加。而如果是在相對潔凈、溫度和濕度較為適宜的環境中工作，壓損的增長相對會慢一些。

工業吸塵器性能參數對壓損的影響

一、吸力（真空度）與壓損

（1）吸力含義及衡量

　　吸力是工業吸塵器的一個重要性能參數，也被稱為真空度。它反映了吸塵器在工作時吸入盡頭所產生的負壓大小，衡量單位通常有毫米帕（mbar）或是千帕（kpa）等。吸力是由真空風機產生的，吸塵器內部的密封性也會對吸力產生影響，密封越好，吸力越好，因為在一個密封性好的系統中，風機更容易將吸塵口附近的空氣抽出，形成較大的負壓[6]。

（2）與壓損的關聯

　　較高的吸力意味著更大的負壓，而負壓的增大往往會伴隨著壓損的變化。當吸力增加時，空氣在被吸入吸塵器的過程中，需要克服更多的阻力，這就使得流動過程中的壓力損失增大。例如，在一個試圖吸取較重的金屬屑或者緊密吸附在表面的灰塵的場景中，需要提高吸力，但是隨著吸力的提高，無論是吸塵管道內部的氣流摩擦損失，還是在流過濾芯時的壓力損失都會增大。這是因為較大的吸力使得空氣流速更快，空氣與管道、濾芯等部件的相互作用更加劇烈，并且為了維持高吸力，風機需要消耗更多的能量來克服壓損帶來的壓力差，形成一種相互影響的關系。

二、功率與壓損

（1）功率定義及重要性

　　功率是影響工業吸塵器吸力和風量大小的重要因素之一。功率用來描述吸塵器在單位時間內所做的功，直接反映了吸塵器消耗電能的快慢程度，單位為瓦特（W）。它決定了風機能夠提供的動力大小，從而影響吸塵設備對空氣產生風壓、風量的能力。在確定吸力和風量的需求后，就可以確定電機功率大小。例如在大型的工業車間，需要清潔的面積大、灰塵量多，通常就會用到功率較大的工業吸塵器來保證有足夠的風量和風壓來完成清潔工作[6]。

（2）與壓損的關聯

　　當功率增大時，風機轉速可能會提高以便提供更大的風壓或者風量。如果在一個工業吸塵器系統中，管道、濾芯等部件保持不變，隨著功率增加使風機產生的風壓和風量增大，空氣在系統內的流速加快，這就會導致壓損增加。因為更快的流速使得空氣與各個部件的摩擦力增大，在彎頭、接口處產生的局部壓損也會因為流速和能量的增加而增大。但另一方面，如果為了適應更高的功率輸出而改進了系統部件（如增大管徑、優化濾芯性能等措施），可以在一定程度上緩解壓損的增加。不過總體而言，功率的增加如果沒有合理的系統調整往往會帶來壓損的上升。

三、風量與壓損

（1）風量的作用

　　風量是指吸塵機每分鐘吸入的空氣量，通常以立方米/分鐘（m3/min）表示。風量越大，代表在單位時間內吸塵器吸入的空氣量越多，能夠帶走更多的灰塵、污垢等雜質，從而提高清潔效率。在確保足夠的吸力狀態下，工業吸塵器的風量越大，工作效果就越高。例如在紡織廠清除棉絮、絨毛等輕物質時，大風量有助于快速將這些物質吸入吸塵器內，提升清潔速度和效果[5]。

（2）與壓損的關聯

　　風量標準直接影響壓損情況。就像水流在水管中的情況類似，較大的風量讓大量空氣在管道系統中快速流動，空氣與管道壁面、過濾器以及其他部件的摩擦碰撞會增多，這種增加的摩擦就導致了更高的壓力損失。在工業吸塵器設計和選型時，如果選用了較大風量的型號，但沒有配套的較大管徑的管道，那么由于風量在相對狹窄的通道內高速流動，就會使壓損急劇上升，影響吸塵系統的整體性能；反之如果風量小一些，在相同的系統中壓力損失相對就會小一些。

四、塵桶容量與壓損

（1）塵桶容量含義

　　塵桶容量指的是工業吸塵器的塵袋或集塵桶能夠容納灰塵、廢料等廢棄物的總體積大小。較大的塵桶容量意味著可以減少清理塵桶的頻率，提高吸塵器連續工作的時間和效率，特別適合在灰塵產生量大的工業環境中使用，如水泥廠、礦山等場景中的工業吸塵器往往需要較大的塵桶容量。

（2）與壓損的關聯

　   塵桶容量雖然看似與壓損沒有直接關系，但在實際運行過程中也存在一定影響。比如當塵桶快要裝滿時，里面的灰塵顆粒會影響空氣在塵桶內的流動狀態，增加空氣流出塵桶進入風機的阻力，從而導致壓損略有增加。而且如果塵桶容量過小，需要頻繁倒灰，每次重新啟動吸塵器后，系統內的氣流需要重新建立穩定狀態，這個過程中也會由于氣流的不穩定等因素增加壓損的波動性，不利于保持穩定的吸塵壓力環境。