Vrste ventilatorjev: razvrstitev, namen in načelo njihovega delovanja

Ventilator je osnova vsakega umetnega prezračevalnega sistema. Naprava se pogosto uporablja v vsakdanjem življenju in je nepogrešljiva na številnih področjih človekove dejavnosti.Pri načrtovanju nakupa prezračevalne opreme morate razumeti posebnosti njegove zasnove in delovanja.

Članek, predstavljen za pregled, podrobno opisuje vrste ventilatorjev, njihove konstrukcijske značilnosti, načela delovanja in namen vsake enote. Povedali vam bomo o prednostnih področjih za izbiro ustreznega modela. Tukaj se boste naučili, kako izbrati napravo glede na pogoje delovanja.

Razvrstitev ventilatorjev po osnovnih parametrih

Ventilatorji so mehanske naprave, namenjene premikanju, dovajanju ali odvajanju zračnih in plinskih mas. Kroženje zraka nastane zaradi razlike v tlaku med vstopnim in izstopnim kanalom prezračevalne enote.

Ventilatorji se uporabljajo povsod. Nepogrešljivi pripomočki pri aranžiranju kompleks dovodnega in izpušnega prezračevanja zgradb, vpihovanje delovnih elementov v klimatskih napravah in kurilnih napravah.

Ventilatorji so zasnovani za delo s plini, katerih kompresijsko razmerje ne presega 1,15. Hkrati je razlika v indikatorjih tlaka na vstopu / izhodu omejena na 15 kPa - za večjo vrednost se uporablja kompresor

Splošna klasifikacija prezračevalnih enot temelji na različnih parametrih.

Med glavnimi merili stopnjevanja so:

• zasnova in načelo delovanja naprave;
• namen in pogoji delovanja ventilatorja;
• način namestitve;
• metode za priključitev naprave na elektromotor;
• tehnične lastnosti: stopnja zaščite IP, ustvarjen tlak, poraba energije, hitrost vrtenja, učinkovitost in nivo zvočnega tlaka.

Glede na vrsto zasnove obstaja pet različic ventilatorjev: aksialni, centrifugalni, diagonalni, diametralni in brez lopatic.

Diagonalne in diametralne enote veljajo za različico dveh glavnih skupin prezračevalnih enot: aksialne in centrifugalne. Novi izdelki brez rezil se bistveno razlikujejo od svojih kolegov

Glede na pogoje delovanja delimo naslednje vrste plinskih pihalnikov:

• aparati za splošno uporabo;
• ventilatorji za posebne namene.

Prva skupina vključuje enote, ki so zasnovane za delo z zrakom in neaktivnimi plinskimi tokovi, katerih temperatura ne presega +50 ° C. Druga skupina vključuje posebno opremo: odporno na vročino, eksplozijo, prah, korozijo in za odstranjevanje dima.

Glede na način namestitve jih ločimo:

• standard - namestitev se izvaja na nosilcu;
• streha - namestitev na streho stavbe;
• kanal - nameščen znotraj prezračevalnega kanala;
• multi-zone - modeli, zasnovani za povezavo z več zračnimi kanali.

Za pogon prezračevalne enote se uporabljajo elektromotorji.

Obstaja več možnih načinov za povezavo motorja z rotorjem:

• neposredna povezava;
• Prenos klinastega jermena;
• brezstopenjski priklop.

Po določitvi ustreznega tipa ventilatorja se izbere model z optimalnimi tehničnimi lastnostmi.

Upošteva se servisno območje, mesto namestitve, dovoljena raven hrupa, vlažnost prostora in potreba po zaščiti naprave pred tujki.

Načelo delovanja različnih vrst naprav

Glavno merilo za izbiro ventilatorja je njegova zasnova in načelo delovanja. Oblikovne značilnosti in tehnične nianse določajo učinkovitost naprave, raven hrupa, učinkovitost delovanja in možnost njegove uporabe v določenih pogojih.

Aksialna enota – klasični ventilator

Aksialni (aksialni) ventilator se pogosto uporablja v gospodinjstvu prezračevalni sistemi zasebnih hiš, v kopalniških napah, v kompleksnih napah, kot hladilni element za različno opremo in elektroniko, kot tudi v vetrovnikih in turboventilacijskih motorjih na področju letalstva.

Zasnovo modelov odlikujejo preprostost izvedbe in majhne dimenzije. Glavni elementi: cilindrično telo, kolo z rezili in pogon.Notranji premer cilindra mora zagotavljati neovirano vrtenje rotorja. Razmik med rezili in ohišjem je omejen na 1,5 % dolžine vrtljivega rezila.

Da bi zmanjšali hidravlične izgube in izboljšali aerodinamične lastnosti, je zasnova dopolnjena s kolektorjem, difuzorjem in oblogo na obeh straneh rotorja.

Princip delovanja: vrtljive lopatice zajemajo zrak in ga potiskajo vzdolž osi rotorja. Skoraj ni gibanja zračnih tokov v radialni smeri. Delovanje opreme se uravnava z vrtenjem rezil.

Posebnosti aksialnih modelov:

• ne zahtevajo velike površine za namestitev;
• ekonomična poraba energije;
• nizka raven hrupa;
• enostavnost delovanja in popravila;
• poceni.

Prednosti delovanja in uporabe aksialnih ventilatorjev so privedle do njihove široke priljubljenosti v vsakdanjem življenju. Široko se uporabljajo modeli ohišij za hlajenje električnih naprav in prenosne aksialne enote z rešetkami.

Za izboljšanje izmenjave zraka so aksialni ventilatorji s stensko ploščo nameščeni v stenske odprtine in druge nosilne konstrukcije. Naprave lahko delujejo v dveh načinih: sesanje zraka in vpihovanje zraka

Centrifugalni model - moč in velika moč

Centrifugalni (radialni) ventilatorji so zelo učinkoviti - enote lahko ustvarjajo visoke tlake in delujejo v težkih pogojih. Zasnova opreme vključuje naslednje elemente.

Okvir. Ohišje difuzorja je izdelano iz kovičene ali varjene pločevine. Votlo telo ima spiralno obliko polža, zasnova vključuje sesalno in tlačno cev. Za večjo togost je ohišje ojačano z rebri ali prečnimi trakovi.

Vrh "polža" je zaprt z dodatno škatlo ali obložen s ploščami za absorpcijo hrupa. To je potrebno za zmanjšanje hrupa med delovanjem prezračevalne enote.

Delovno kolo. Lopatica je sestavljena iz dveh diskov, lopatic in pesta.

Zasnova kolesa določa pogoje za uporabo ventilatorja:

• brez diska - transport tokov s trdnimi komponentami;
• enojni disk - gibanje zračnih medijev z nizko vsebnostjo trdnih frakcij;
• dvojni disk – kroženje čistih zračnih mas v različnih tlačnih območjih;
• tri-disk - zagotavlja dvosmerno sesanje.

Kolo je pritrjeno na gred s pomočjo pest. Rezila so pritrjena na diske in pesta.

Lopatice. Značilnosti delovanja in učinkovitost enote kot celote so v veliki meri odvisne od oblike rezil:

• aerodinamično krilo – zagotavlja brezšumnost, dobro delovanje in odpornost naprave na visoke temperature;
• nazaj ukrivljen – preprečuje nabiranje prahu znotraj ventilatorja, primeren za uporabo v okoljih z visokim tlakom;
• ukrivljen naprej – ventilatorji s “sprednjimi” rebri so zasnovani za delo z velikimi količinami zraka in visokim tlakom ter so odporni proti eroziji;
• radialne - naprave kompaktne velikosti s povprečno učinkovitostjo, vodila rotorja so obdelana z zaščitno spojino proti erozijam.

Pri kolesih z "zadnjimi" rezili razlika med statičnim in skupnim tlakom ni velika, zato je njihova stopnja učinkovitosti visoka. Učinkovitost delovanja doseže 80%.

Naprej ukrivljene lopatice ustvarjajo visok pretok zraka na izhodu. Enota ohranja 60% učinkovitost. Prednost "sprednjih" lopatic je, da zahtevane parametre dosežemo z manjšimi dimenzijami ventilatorja

Pri centrifugalnih napravah zrak vstopa v aksialni smeri in izstopa v radialni smeri. Zračne mase se gibljejo pod vplivom centrifugalnih sil v valjastem telesu.

Celoten postopek lahko razdelimo na več stopenj:

1. Ko se kolo vrti, zrak med prostorom lopatic hiti do roba rotorja.
2. Posledično se v središču kolesa oblikuje območje nizkega tlaka. To vodi do absorpcije zračnih mas od zunaj.
3. V središču komore zračni tokovi spreminjajo smer iz aksialne v radialno in vstopajo v predelke med lopaticami.
4. Zaradi hitrega vrtenja zračne mase hitijo na notranjo steno ohišja.
5. Kinetična energija se delno pretvori v energijo stiskanja in hitrost zraka se zmanjša - znotraj "polža" se zbira volumetrični zračni tok in nastane presežni tlak.
6. Plinasta masa teče v izhodno cev, vstopi v cevovod in nato v delovno območje.

Centrifugalne enote se uporabljajo v dovodnih in izpušnih sistemih velikih prostorov, garaž, trgovskih centrov in zgradb, kjer je potrebno stalno močno prezračevanje.

Radialne enote se uporabljajo v nevarnih industrijah za hitro odstranjevanje onesnaženega zraka. Na primer v lesnih ali kovinarskih delavnicah, v delavnicah za odvod dima in škodljivih hlapov.

Diagonalni - kombinacija aksialnih in radialnih ventilatorjev

Diagonalni model je sinteza dveh vrst ventilatorjev: aksialnih in centrifugalnih. Tekač naprave ima posebno obliko - struktura rotorja je podobna strukturi bobna v radialnem ventilatorju. Lopatice rotorja so nameščene vzporedno z osjo vrtenja.

Kombinirani ventilatorji imajo cilindrično telo in so po videzu bolj podobni aksialnim modelom.Vendar je njihov princip delovanja drugačen zaradi konstrukcijskih značilnosti rotorja. Zrak se najprej giblje vzdolž osi, nato pa spremeni svojo smer za 45°.

Zaradi centrifugalnega vbrizgavanja se poveča hitrost pretoka zraka, kar pomeni večjo učinkovitost prezračevalne enote. Stopnja učinkovitosti diagonalnih modelov doseže 80%

Glavna prednost mešanega ventilatorja je doseganje kompromisa med hrupnimi lastnostmi, zmogljivostjo in dimenzijami naprave.

Najpogosteje se kot centrifugalno-aksialne enote uporabljajo kanalski ventilatorji v majhnih in srednje velikih prezračevalnih sistemih z dolgimi zračnimi kanali. Uporabljajo se kot izpušne enote in dovodi v tlačnih sistemih dovodnega tipa.

Tangencialna namestitev - enakomeren pretok zraka

Tangencialni (diametralni) ventilator je sestavljen iz podolgovatega ohišja, opremljenega z difuzorjem in šobo, ter rotorja bobnastega tipa z nagnjenimi lopaticami. Zrak se giblje dvakrat pravokotno na os vrtenja valja.

Ohišje diametralnega modela spominja na ohišje radialnega ventilatorja. Razlika je v tem, da je v tangencialni enoti zračni kanal nameščen vzdolž stranske plošče

Značilnosti diametralnih naprav:

• visoka aerodinamična zmogljivost;
• sposobnost zagotavljanja enakomernega pretoka;
• možnost vrtenja ventilatorja, izbira smeri pretoka zraka;
• tiho delovanje;
• visoka stopnja učinkovitosti - do 60-70%.

Področje uporabe: izdelava zračnih zaves, ventilatorskih konvektorjev in uporaba v split sistemih.

Ventilator brez rezil - inovativna tehnologija

Na domačem trgu prezračevalnih sistemov so se nedavno pojavili gospodinjski ventilatorji brez lopatic.Njihovo načelo delovanja se radikalno razlikuje od zgoraj obravnavanih sprememb.

Delovanje inovativne naprave temelji na želji okolja, da se izenači ravnotežje med pritiski zunaj in znotraj naprave, ter na tehnologiji »zračnega multiplikatorja«.

Komponente naprave:

• okrogel ali ovalni okvir, ki je namenjen vlečenju in izmetavanju zračnih mas;
• osnova za pritrditev okvirja;
• mini turbina, nameščena na dnu ventilatorja;
• motor.

Inovativni ventilator deluje na naslednjem principu:

1. Po vklopu motorja se aktivira turbina.
2. Ko se turbina vrti, črpa zrak skozi luknje v ohišju.
3. Pod vplivom turbulence se zrak pospeši 15-krat in izstopa skozi izhodne reže, ki se nahajajo vzdolž oboda okvirja.

Zračni tokovi se upognejo okoli površine obroča in hitijo v želeno smer.

Zaradi aerodinamičnih lastnosti prezračevalne naprave se zrak s strani in izza obročastega okvirja vleče v nastali zračni tok.

V primerjavi s tradicionalnimi modeli ventilatorji brez lopatic imajo številne prednosti:

• gladko prilagajanje intenzivnosti zračnega toka;
• udobje in absolutna varnost uporabe;
• spreminjanje smeri zraka s prilagajanjem položaja obroča;
• učinkovitost delovanja - poraba energije je 20% manjša v primerjavi z aksialnimi modeli.

Glavne pomanjkljivosti naprave: visoki stroški in visoka raven hrupa.

Odvisnost od pogojev delovanja

Pri izbiri ventilatorja je pomembno upoštevati pogoje njegove uporabe. Za uporabo v agresivnih okoljih so bile razvite visoko specializirane naprave.

Enote za običajno uporabo

Ventilatorji za splošno uporabo so izdelani iz ogljikovega jekla.

Naprave so dovoljene za namestitev v skladu z obveznimi pogoji delovanja:

• vsebnost prahu v zraku za radialne enote - ne več kot 0,01 g / kub.m, za aksialne naprave - do 0,01 g / kub.m;
• temperatura delovnega okolja - do +50 ° C;
• odsotnost kemično agresivnih, eksplozivnih sestavin, vlaken in lepljivih delcev v zraku.

Okolje plin-para-zrak ne sme povzročati pospešenih korozijskih procesov, dovoljena stopnja uničenja kovin je 0,1 mm na leto. Če se delovna temperatura dvigne nad mejno vrednost, se poslabša delovanje motorja, ki se običajno nahaja v toku premikajočih se zračnih mas.

Obstajajo jekleni toplotno odporni ventilatorji za splošne namene. Najvišja temperatura vlaka, ki se prevaža, je do +200°C. Domači izdelki so označeni s črkama "Zh" in "Zh2"

V sistemih se uporabljajo splošni modeli ogrevanje zraka in prezračevanje javnih, stanovanjskih in industrijskih objektov ter za druge sanitarne in tehnične namene.

Prezračevalne enote za posebne namene

Ventilatorje za posebne namene običajno razdelimo v pet skupin:

• prašno;
• toplotno odporne;
• eksplozijsko varen;
• odporen proti koroziji;
• odvod dima.

Prašne enote se uporabljajo za čiščenje zračnih mas pred delci prahu in umazanije: lesna in kovinska žagovina, varilna žlindra, žitni odpadki. Zračni tok, ki prehaja skozi šobe, spremeni svojo smer iz aksialne v radialno. Zaradi centrifugalne sile se spremeni tudi hitrost zračnega toka.

Naprave za prah so izdelane iz medenine, ogljikovega jekla ali nerjavečega jekla. Najvišja temperatura delovnega okolja je +80°C. Obstajajo modeli mešanega tipa: odporni proti prahu, eksploziji in toploti

Radialni ventilatorji majhne moči so nameščeni na vozilih, ki prevažajo žitne sestavke. Visokotlačne naprave se uporabljajo v velikih proizvodnih delavnicah.

Toplotno odporne enote so zasnovane za premikanje zraka, katerega temperatura presega +80 °C.

Zaradi težkih delovnih pogojev morajo imeti ventilatorji posebne lastnosti:

• toplotna izolacija elektromotorja in njegova odstranitev izven zračnega toka;
• visoka stopnja zaščite motorja - IP44 in višje;
• izdelava strukturnih elementov iz toplotno odpornih materialov (toplotno odporen poliamid, aluminijeve zlitine, nerjavno ali ogljikovo jeklo);
• širok razpon delovnih temperatur.

Pri opremljanju se uporabljajo toplotno odporni ventilatorji prezračevalni sistemi za kopalnice in savne, odvajanje visokotemperaturnega odpadnega zraka iz kamina ali peči, odvajanje produktov zgorevanja iz proizvodnih prostorov.

Toplotno odporne enote imajo lahko aksialno ali radialno zasnovo. Najpogosteje se visokotemperaturni ventilatorji uporabljajo v prezračevalnih kanalih, vendar obstajajo modifikacije, ki so nameščene brez zračnih kanalov

Eksplozijsko varna prezračevalna oprema je zasnovana za odstranjevanje eksplozivnih plinskih mešanic. V to kategorijo spadajo sestavki, pri katerih se ob vžigu najmanjšega delca vname celotna preostala prostornina plina.

Zahteve protieksplozijske varnosti za električno opremo urejajo direktive ATEX EC. Odvisno od stopnje eksplozijske nevarnosti območja so lahko prezračevalne enote zaščitene z:

• kremenčevo ali oljno polnjenje lupin prevodnih delov;
• tesnjenje s spojino - polimerni material;
• protieksplozijsko varni premazi.

Materiali, uporabljeni za izdelavo sesalnih kolektorjev, impelerjev in ohišij, so nerjavno jeklo, aluminijeve zlitine in skupine različnih materialov: nerjavno jeklo-medenina, bron, električno prevodna plastika.

Različni materiali so združeni tako, da ob udarcih ali drgnjenju drug ob drugega ne more nastati iskra

Ventilatorji, odporni proti koroziji, so namenjeni transportu agresivnih, neeksplozivnih mešanic zraka in plina z nizko vsebnostjo prahu in brez vlaknatih in lepljivih komponent.

Materiali za izdelavo delov naprave: titanove zlitine, polipropilen, vinilna plastika. Kot možnost so delovni elementi popršeni s protikorozijskim premazom - korozijsko odpornim jeklom 08Х13 ali titanove zlitine.

Področje uporabe ventilatorjev "anti-rust":

• črna metalurgija;
• tehnološke linije za proizvodnjo mineralnih gnojil;
• proizvodnja ogljika;
• dovod zraka v kotle z vreliščem;
• organizacija kroženja vodne pare z nečistočami fenola, alkalij in vodikovega sulfida;
• linije koksarn.

Ventilatorji za odvod dima so močne ognjevarne enote, ki so vgrajene v prezračevalni sistem stavbe in delujejo tako, da odvajajo dim iz prostora. Za enote veljajo visoke tehnične zahteve.

V primeru požara mora ventilator delovati neprekinjeno 2 uri pri temperaturi vpihanega zraka do +400°C. Ko se temperatura dvigne na +600°C – do 1 ure

Področje uporabe: sistemi za prezračevanje dima za zgradbe različnih namenov. "Odvodniki dima" so nameščeni na strehi prostora s pomočjo montažne prirobnice in priključeni na kanale za odvod dima.

Odvisno od izvedbe ventilatorja je lahko dvo- ali štirismerno odvajanje dima v vodoravni ali navpični smeri. Naprave je mogoče upravljati v načinu splošnega prezračevanja hiše.

Vrste ventilatorjev glede na način namestitve

Kot je navedeno zgoraj, so prezračevalne naprave glede na način vgradnje razdeljene v 4 skupine: standardne, strešne, kanalske in večconske.

Običajni ventilatorji so običajno opremljeni z nosilnim okvirjem ali držalom. Njihova namestitev ne povzroča težav.

Strešne enote so nameščene na strehi objekta in delujejo kot končni člen prezračevalnega sistema objekta. Takšni ventilatorji so izpostavljeni negativnim zunanjim dejavnikom (dež, sneg, sunki vetra), zato so izdelani iz posebej trpežnih materialov. Skoraj vsi modeli so opremljeni z zaščitnim stožcem, ki preprečuje zamašitev ohišja.

Strešne prezračevalne naprave delujejo na aksialnem ali centrifugalnem principu. Prva možnost se pogosteje uporablja za običajna okolja, druga pa za prašna in agresivna okolja.

Pri izbiri strešnega ventilatorja upoštevajte posebnosti prostora, ki ga opremljate. Na primer, za vrtec, bolnišnico ali šolo je izbran model z nizko stopnjo hrupa. Za proizvodno delavnico bo prednostna moč opreme.

Kanalske prezračevalne enote so vgrajene v prezračevalne kanale in zagotavljajo odvod in dovod zraka skozi kanalski sistem. Zasnova kanalskih ventilatorjev je običajno diagonalna ali radialna, manj pogosto - aksialna.

Izbira naprave se izvaja glede na obliko zračnega kanala. Izdelujemo enote za okrogle, kvadratne in pravokotne gredi.

Pravokotni ali kvadratni kanalski ventilatorji so izdelani iz kovine, okrogli ventilatorji so izdelani iz plastike.Kovinsko ohišje je odporno na obrabo in vzdržljivo, plastično pa je manj hrupno

Večconske prezračevalne enote so opremljene z ohišjem, ki omogoča povezavo več sesalnih zračnih kanalov, ki izhajajo iz različnih con. Takšni ventilatorji so nepogrešljivi v prostorih, kjer je treba namestiti napo v različnih prostorih, vendar je odvodni kanal en sam.

Večkanalne enote vam omogočajo optimizacijo kompleksa zračnih kanalov, zmanjšanje kapitalskih stroškov in delovne intenzivnosti pri urejanju prezračevalnega sistema hiše

Dodatna prednost je enostavna uporaba. Potrebno je servisirati en ventilator, ne več.

Različice modelov gospodinjskega prezračevanja

Domači ventilatorji so nadalje razvrščeni glede na mesto namestitve.

Okno. Naprava je nameščena v oknu ali steni blizu okna, ni zračnega kanala. Takšna oprema se uporablja predvsem v javnih ustanovah: kavarnah, frizerjih itd. Samostojna vgradnja v vgrajena PVC okna je problematična.

Okenski ventilatorji so izdelani z okroglimi in kvadratnimi profili. Nekateri modeli so opremljeni s povratnim ventilom, ki preprečuje vstop prahu v dom

Kuhinja. Odstranjuje hlape in različne vonjave, ki nastanejo med kuhanjem. Ventilator je nameščen neposredno v napi. Glede na obliko so nape ravne, kupolaste in vgradne. Kuhinjski ventilatorji morajo biti toplotno obstojni in imeti zunanjo zaščitno mrežico.

Kopalniška oprema. Za povečanje učinkovitosti izpušnih plinov prezračevanje stranišča in kopalnice uporabljajo se nadzemni stenski in stropni ventilatorji. Kompaktne enote so ekonomične in enostavne za namestitev.

Notranji del ohišja je nameščen v prezračevalni kanal, zunanji del pa štrli in je pokrit s prezračevalno rešetko. V kopalnici je priporočljivo uporabiti ventilator s hidravličnim senzorjem

Ne glede na izbrano vrsto ventilatorja je treba posebno pozornost nameniti označevanju naprave, in sicer stopnji zaščite IP. Standard IP označuje varnost opreme v neagresivnem okolju.

Prva številka ima vrednost v območju 0-6 in označuje stopnjo zaščite pred prodiranjem tujih predmetov, prahom in stikom z rokami.

Stopnja zaščite pred vdorom vlage v ohišje je označena z drugo številko oznake.

Obstaja velika verjetnost prodiranja vode v naprave z vrednostjo "0". Dovoljeni so za namestitev samo v "suhih" prostorih. Najvišja stopnja zaščite "8" zagotavlja varnost ventilatorja, ko je popolnoma potopljen v vodo

Zaključki in uporaben video na to temo

Video #1. Princip delovanja in konkurenčne prednosti ventilatorja brez lopatic:

Video #2. Zasnova centrifugalnega ventilatorja VTsUN:

Video #3. Zasnova ventilatorja z okroglim kanalom:

Zasnova modela ter tehnične in operativne značilnosti ventilatorjev nam omogočajo izbiro optimalne opreme za domačo in industrijsko uporabo. Konstrukcije prezračevalnih enot se nenehno izboljšujejo in prilagajajo potrebam kupcev.

Ste ob branju članka imeli kakšna vprašanja? Ali nas želite obvestiti o uporabnih odtenkih pri izbiri opreme? Napišite komentarje v spodnji blok.