Відцентровий вентилятор: особливості будови і дії

1. Суть нагнітання і розрідження повітря вентилятором
2. Конструкція вентилятора відцентрового типу
3. Особливості робочого циклу приладу
4. Специфікація відцентрового вентилятора
5. Підбір вентилятора згідно вимог
6. Висновки і корисне відео по темі

Наши партнеры ArtmMisto

З розвитком промислового сектора велика кількість технологічних процесів зажадало примусову подачу повітря. Не залишилася осторонь і побутова сфера. Для забезпечення деяких типів комунікацій потрібен регулярний приплив свіжого повітря.

Елегантним рішенням цієї проблеми став відцентровий вентилятор, який здатний в автономному режимі нагнітати необхідну кількість повітряної маси. Але як він влаштований і як працює? Саме ці питання ми докладно розберемо в нашій статті.

Розглянемо конструкційні особливості приладу, його можливості, сферу застосування, кращих виробників, продукція яких представлена ​​на ринку. А також дамо рекомендації по вибору відповідної моделі вентилятора.

Суть нагнітання і розрідження повітря вентилятором

Вентилятор являє собою механічну конструкцію, яка здатна обробляти потік газоповітряної суміші за допомогою збільшення її питомої енергії для подальшого переміщення.

Така архітектура агрегату надає можливість створювати ефект нагнітання або розрідження робочого газу в просторі через збільшення або зменшення тиску відповідно (механізм перетворення енергії).

Під газовим тиском розуміють нескінченний процес хаотичного переміщення молекул газу, які б'ючись об стінки замкнутого простору, створюють тиск на них.

Отже, чим вище швидкість цих молекул, тим більше ударів і тим вище тиск. Газовий тиск - це одна з головних характеристик газу.

Галерея зображень

фото з

Найпростіша різновид вентиляторів

Вентиляторна установка на виробничому підприємстві

Двигун відцентрового вентиляторного пристрою

Різновиди радіальних вентиляційних агрегатів

З іншого боку будь-якої газ має ще два параметри: обсяг і температуру. Обсяг - кількість простору, яке заповнив газ. Температура газу - термодинамічна характеристика, яка пов'язує швидкість молекул і генерується ними тиск.

На цих "трьох китах" стоїть молекулярно-кінетична теорія, яка є базисом для опису всіх процесів пов'язаних з обробкою газів і газових сумішей.

Процес нагнітання являє собою примусове зосередження молекул в замкнутому просторі понад якоїсь норми. Наприклад, загальноприйняте повітряний тиск у поверхні землі приблизно становить 100 кПа (105 кіло Паскалей) або 760 мм рт. ст. (Міліметрів ртутного стовпа).

Зі збільшенням висоти над поверхнею Землі тиск стає менше, повітря стає розрідженим.

Атмосферний тиск - вага повітряного стовпа щодо площі поверхні над якою він знаходиться. Чи не маса, а саме вага Р = mg. Вимірюється барометром, інші типи тиску визначаються манометром

Розрідження є зворотний процес нагнітання, під час якого молекули залишають замкнуту систему. Обсяг залишається той же, а кількість молекул зменшується в рази, отже, і тиск зменшується.

Ефект нагнітання необхідний для примусового переміщення повітря. Можливий варіант переміщення повітря через ефект розрідження: для відновлення балансу тиску у всій системі молекули переміщаються від більш сконцентрованою області молекул до менш сконцентрованої.

Таким способом відбувається переміщення молекул газу.

Для визначення швидкості потоку повітря зовні або всередині будівлі часто застосовують спеціальний інструмент - анемометр. Незамінний прилад для проектування систем вентиляції

Існують різні компонування вентиляційних систем, але їх умовно можна розділити на кілька класів за певними параметрами:

1. За призначенням. Розрізняють вентилятори загального і спеціального призначення. Вентилятори застосовуються для звичайного переміщення газу. Спеціальні вентилятори використовуються для пневмотранспорту, транспортування агресивних і вибухонебезпечних газових сумішей.
2. За швидкохідності. Бувають з малої, середньої і високої питомої частотою обертання колеса з лопатками.
3. За діапазоном тиску. Відомі системи генерації низького (до 1 кПа), середнього (1-3 кПа), високого (більше 3 кПа) тиску.

Деякі промислові і побутові процеси із застосуванням повітродувок відбуваються в екстремальних умовах навколишнього середовища, тому до обладнання висуваються відповідні вимоги.

Таким чином, можна говорити про пилових, вологозахищених, термостійких, корозійностійких, іскрозахисними агрегатах і пристроях для видалення диму і звичайних вентиляторах.

Інформація про види вентиляторів докладно розглянута в інший.

Конструкція вентилятора відцентрового типу

Система відцентрової конструкції являє собою нагнітальний механізм з радіальної архітектурою, який здатний генерувати тиск будь-якого діапазону.

Призначений для транспортування одно- і багатоатомних газів, в тому числі хімічно "агресивних" з'єднань.

Галерея зображень

фото з

Типовий відцентровий вентилятор

Розташування двигуна і корпуса на станині

Вид згори вентилятора відцентрового типу

Робоче колесо відцентрового вентилятора

Лопатки робочого колеса вентилятора

Ліве виконання відцентрового вентилятора

Вентилятор одностороннього всмоктування

Радіальний вентилятор з двостороннім всмоктуванням

Конструкція "одягнена" металевим / пластиковим корпусом, який називають захисним кожухом. Оболонка захищає внутрішню камеру від пилу, вологи та інших речовин, які можуть негативно впливати на роботу агрегату.

Якісне вентиляційне виріб завжди має певний клас захисту. Ступінь захисту оболонки (Ingress Protection) - єдиний міжнародний стандарт якості виробу, який визначає рівень захищеності обладнання від впливу навколишнього середовища.

Вентилятор радіального типу розвиває значно більший тиск, ніж осьової варіант. Це обумовлено сполученням порції потрапив в барабан повітря енергії, що формується при переході від входу до виходу з системи

Механізм приводиться в рух електричним мотором або двигуном внутрішнього згоряння (характерно для промислових вентиляторів). Найпоширенішим методом є електродвигун, що обертає вал з крильчаткою.

Відомо кілька варіантом передачі обертального руху від мотора на импеллер:

• еластична муфта;
• Кліноременная передача;
• бесступенчатая передача (гідравлічна або індуктивна муфта ковзання).

З огляду на існування величезної кількості фірм-виробників, які створюють унікальні системи з різними динамічними параметрами, в розпорядженні споживачів досить великий асортимент вентиляторів.

У корпусі є два магістральні канали: вхідний і вихідний. Газова суміш входить в перший каналу переміщається в камеру, там обробляється, після чого виходить в інший

В результаті посиленої роботи розробників маємо широкий спектр застосування таких машин, в тому числі:

• системи вентиляції та опалення в приватних і багатоповерхових будинках;
• подача і очищення повітря для нежитлових будівель;
• фільтраційні системи в сільському господарстві;
• виконання технологічних процесів в легкій і важкій промисловості різноманітного спрямування.

Існують також варіанти застосування повітродувок в системах пожежогасіння та надшвидкої заміни повітря в замкнутому просторі.

Такі вентилятори працюють з високотемпературними газовими сумішами, що зобов'язує виробників включати в технічну документацію інформацію про відповідність свого обладнання міжнародним стандартам.

Перевірена і проста конструкція відцентрового механізму має ряд явних переваг:

• висока надійність і неперевершена продуктивність;
• легкість і доступність обслуговування обладнання;
• безпеку інтеграції і експлуатації агрегатів;
• мінімальні витрати на енергоресурси і ремонт в разі виходячи з ладу.

Крім того, повітродувки відрізняються досить низьким шумовим порогом, що дозволяє їх застосовувати в побутових умовах. Відцентрові вентилятори також мають виключно довгий термін служби за рахунок відсутності прямого зіткнення робочих частин механізму в робочій камері.

Особливості робочого циклу приладу

Розглянемо загальний принцип роботи відцентрової повітродувки радіальної конструкції. Відзначимо, що фахівці розрізняють дві основні конструкції вентилятора: з осьовим і радіальним розміщенням вхідного отвору, куди всмоктується повітряний потік.

Це впливає в першу чергу на варіант монтажу вентилятора в систему і практично не впливає на загальну продуктивність.

Вентилятор радіального типу може працювати як зі звичайним повітрям, який він забирає з простору, так і з потоковим повітрям що йде через повітропровід (ефект балансу областей з різним тиском)

Осьове вхідний отвір характерно для нагнітальних повітродувок загального застосування. Радіальне розміщення входу потоку характерно для повітродувок магістрального використання.

На першому етапі робочого циклу вентилятора потік повітря переміщається на поверхню швидко обертового импеллера. Лопатки крильчатки поділяють повітря на невеликі обсяги, які переміщаються всередину робочої камери.

Тут відбувається накопичення повітряної маси, тобто відбувається безпосереднє стиск повітряної маси в малий обсяг.

Сама конструкція корпусу агрегату має свої особливості.

Відомі дві найбільш поширені форми корпусу:

• округлі;
• спіралеподібні.

Округла форма корпусу характерна для вентиляторів, які переміщують величезна кількість повітря за короткий час виконання процесу. А спиралевидная форма властива вентиляторів, які додатково виробляють стиснення повітряного обсягу і генерацію середнього і високого тиску.

На другому етапі відбувається нагнітання повітря в робочій камері. Як відомо, при постійному об'ємі зі збільшенням загальної маси молекул газу збільшується кількість зіткнень молекул, а значить і збільшується їх швидкість. Отже, тиск газу також збільшується.

Велике значення має форма і кількість лопатей. Всі без винятку варіанти імпеллер тестуються в аеродинамічних трубах для визначення оптимальних умов експлуатації

На заключному етапі відбувається відведення стисненого газу з робочої камери до вихідного отвору. Далі повітря переходить в центральний воздуховод і переміщається в зазначеному напрямку.

Процес розрідження відбувається з точністю навпаки. Повітря забирається від повітряного трубопроводу або замкнутого простору, де необхідно створити розріджену область, і виводиться в навколишнє середовище або інше обмежений простір.

Специфікація відцентрового вентилятора

Компресорні системи характеризуються цілим рядом конструкційних і динамічних відмінностей, які необхідно враховувати при їх підборі і впровадженні в систему вентиляції.

До специфікації відносять:

• безпосередньо саму конструкцію повітродувки;
• Тип двигуна;
• блок керування;
• розміщення крильчатки і передачу обертального руху від мотора;
• кут розташування вхідного і вихідного патрубка;
• матеріал з якого виконані деталі вироби, його габарити і вага.

Фахівці також звертають увагу на відповідність виробів міжнародним нормам: стандарти ISO / IEC і ГОСТ, маркування IP, директиви ATEX і т. Д.

До динамічним особливостям відносять технічні параметри продуктивності повітродувки: генерується тиск і коефіцієнт перепаду тиску, швидкість і максимальна температура потоку, частота обертання валу і рівень звукового тиску, ККД і потужність двигуна

Нагнітається тиск - максимальне значення, яке здатний створити вентилятор під час роботи в номінальному режимі.

Pv = Psv + Pdv,

Де: Pv - повний тиск, Psv - статичний тиск, Pdv - динамічний тиск.

Коефіцієнт перепаду - різниця між вхідним і генеруються тиском (бар).

Об'ємний витрата повітря - кількість газової суміші, яка переміщується за одиницю часу (продуктивність). Зазвичай обчислюється в м3 / год для вітчизняних виробників, літр / хв - для зарубіжних.

Частота обертання - кількість повних обертів крильчатки за одиницю часу. Обчислюється в шт / с або Гц. Потрібно пам'ятати, що рівень навантаження повітряного вентилятора не повинен перевищувати 75% від максимального.

Працюючи тривалий час в режимі перевантаження з великою частотою обертання, вентилятор перегрівається і може швидко вийти з ладу. Але цей процес можна контролювати, керуючи ним на свій розсуд. Для чого використовують вентилятора.

Звуковий тиск - рівень шуму від обертових деталей і тертя повітря метал. Вимірюється на відстані 3 метри від джерела, коли він працює в режимі максимального навантаження. Шум необхідно враховувати при виборі постійно працюючого вентилятора.

Більшість обладнання оснащується поглиначами шумів і фонових звуків. Норми для шуму: не більше 50 дБА для побутових приміщень і не більше 75 дБА для промислових

Одним з механізмів з мізерним рівнем шуму є.

Коефіцієнт корисної дії вентилятора є твором трьох нижчезазначених коефіцієнтів:

• втрати в потоці повітря;
• витоку через зазори в конструкції;
• механічний ККД вироби.

Для відцентрових вентиляторів загальний ККД знаходиться в межах від 0.7 до 0.85, в осьових (канальних) - не більше 0.95. Вибираючи радіальний вентилятор необхідно враховувати коефіцієнт запасу електродвигуна 1.2. Тобто підбирати потужність електромотора на 20% більше від необхідної.

Потужність електродвигуна вентилятора визначається за формулою:

N = (Q * P) / (102 * 3600 * ККД),

Де: Q - продуктивність (об'ємний витрата повітря), P - генерується тиск.

Підбір вентилятора згідно вимог

Процес підбору вентиляційного обладнання для промислового об'єкта (робочого цеху, ангара) досить цікавий і складний процес, який повинен робити фахівець. Особливості вентиляції виробничих приміщень детально.

Для звичайних квартир і приватних будинків вже існують готові рішення. У загальному випадку (для 2-3 кімнатної квартири) маємо наступну архітектуру системи вентиляції:

• в житлових кімнатах монтуються провітрювачі, кількість яких залежить від розмірів приміщень і числа мешканців;
• в кухні і санвузлі інтегруються витяжні дифузори плюс прокладаються до припливно-витяжної установки.

Відцентровий вентилятор включає блок управління, фільтр-систему для очищення повітря, електродвигун і безпосередньо сам радіальний вентилятор.

Для зазначеної вище системи вентиляції підійдуть настінні вентилятори серії ЦФ виробництва Вентс з продуктивністю до 120 м3 / год

Нинішній ринок вентиляційного обладнання представлений широким спектром фірм зарубіжного виробництва: Systemair, Soler & Palau, OSTBERG, Rosenberg, HELIOS, Maico, Ruck Ventilatoren GmbH, AeroStar, Blauberg, Elicent, Rhoss, Frapol, CMT CLIMA, HygroMatik GmbH, Winterwarm, Tecnair LV, AERIAL GmbH , MITA.

Вироби від цих компаній будуть відмінним рішенням для завдань вентиляції будь-якого масштабу.

Не поступаються їм в якості виробництва і надійності обладнання вітчизняні бренди Вентс, Елком, Домовент і Веза. Якщо є сумніви в точності проведених розрахунків або з вибором конкретної моделі, рекомендуємо звернутися в службу підтримки будь-якої з компаній.

Якщо ви є власником приватного 1-2 поверхового будинку, виробничого або комерційного будівлі подібної площі (ресторан, склад, їдальня, кафе, офіс), при виборі обладнання необхідно враховувати обсяг приміщень, кратність обміну повітря, довжину і перетин магістральних трубопроводів.

З завданнями вентилювання і димовидалення легко впораються багатозональні повітродувки або дахові вентилятори серії КРОМ від компанії Веза, вентилятори серії ВН компанії Вентс і інші

Обов'язково звертайте увагу на додатковий функціонал відцентрових вентиляторів і можливість інтеграції в різноманітні системи кондиціонування.

Так, радіальні повітродувки можуть оснащуватися допоміжними компонентами:

• регульованими таймерами і інтервальними перемикачами, фотодатчиками і детекторами вологості;
• регуляторами швидкості і індикаторами станів;
• датчиками перевантаження електродвигуна і відсутності електричного живлення мережі;
• пружинними вібропоглиначем або гумовими віброізоляторами.

Якщо вентилятор розміщений всередині квартири або будинку, його можна закрити знімною лицьовій декоративною панеллю з алюмінію або пластику, з огляду на інтер'єр приміщення.

Для багатьох користувачів істотним критерієм при виборі вентилятора є рівень шуму. Ви підбираєте тихий вентилятор в ванну кімнату? Пропонуємо Вам ознайомитися з рейтингом.

Висновки і корисне відео по темі

У наступному відео фахівці компанії Елком доступно розповідають про відцентрових вентиляторах:

Нижче показаний відмінний приклад монтажу побутового вентилятора у ванній:

Ще один варіант установки побутового малопотужного вентилятора в квартирі:

Класичний відцентровий вентилятор є результатом багаторічного досвіду в сфері проектування та виробництва обладнання для вентиляції. Це не тільки чудове рішення для промисловості, але і оптимальний інструмент транспортування повітря для житлових і офісних приміщень.

Ви задумалися про придбання відцентрового вентилятора? Або помітили невідповідність в розібраному матеріалі? Задавайте свої питання, уточнюйте технологічні аспекти в блоці коментарів.

А може ви вже встановили такий вентилятор у ванній кімнаті? Чи задоволені ви його роботою? Чи правильно вибрали потужність приладу для свого приміщення? Надсилайте фото свого вентилятора і залишайте свої коментарі.