к чему относятся вентиляторы
Какие бывают вентиляторы и их характеристика
Механическое устройство, предназначенное для прямой подачи или же вывода воздуха вовнутрь или из помещения, а также для перемещения его по специальным воздуховодам называется вентилятором. Приводом служат электрические двигатели, а поток воздуха перемещают лопасти, имеющие различную конфигурацию и габариты. Виды вентиляторов определяют мощность двигателя, общую конструкцию и габариты устройства.
Классификация устройств
По типу циркуляции воздушного потока разделяют 2 типа систем вентиляции. Естественная — она происходит во всех помещениях, не оборудованных вентиляторами, естественным путем, посредством проветривания.
Принудительная подразделяется на приточную вентиляцию, которая подает свежий воздух с улицы, и вытяжную, когда вентиляторы выкачивают все неприятные запахи и отработанный воздух наружу. Именно в принудительных системах и используют вентиляторы.
По конструкции
По конструктивным нюансам и принципу функционирования существуют следующие типы вентиляторов:
Некоторые вентиляторы подразделяются по направлению вращения: лопасти могут вращаться в правую сторону или диаметрально противоположную.
Вентиляторы применяются в современных вентиляционных системах промышленных объектов: цехов или зданий, где осуществляется покраска под давлением, кондиционные системы. Промышленные закрытые системы используют их для активной перекачки разных газов или качественного процесса горения, как наддув.
Настенный осевой вентилятор
По условиям использования
Существует классификация вентиляторов, которая зависит от среды или условий их применения:
По способам присоединения привода
Виды промышленных вентиляторов имеют градацию по способам присоединения привода:
По типу установки
По методу монтажа изделия делятся на:
По техническим характеристикам
Кроме вышеизложенного, существует классификация на основании технических характеристик изделий:
Последний вариант измеряется при всасывании, когда поток входит в помещение и при выходе его через сеть воздуховодов наружу.
Класс защиты IP
От пользователя часто скрыты конструктивные особенности того или иного вентилятора. Поэтому их принято классифицировать по области применения. Например, знакомые всем кухонные вытяжки. Или вентиляторы, монтируемые непосредственно в воздушный канал санузла. Есть модели, предназначенные для установки на место форточки и множество других решений.
При выборе того или иного вентилятора важно правильно оценивать его условия эксплуатации. А именно, где будет работать устройство, во влажной или сухой среде, с запыленным или чистым воздухом, с опасностью падения предметов на лопасти или без. И здесь полезно обратить внимание на класс защиты прибора.
Стандарт IP описывает допустимый уровень опасности для прибора от попадания механических предметов и воды. После упомянутых букв указываются две цифры. Первая описывает допустимые параметры мусора и мелких предметов, попадание которых устройство выдержит без поломки. 0 означает отсутствие защиты, а имея IP6 — прибор может работать в как угодно сильно запыленном помещении.
Вторая цифра стандарта описывает влагостойкость. Здесь 0 также означает отсутствие защиты. Но переплачивать за высший ранг не стоит. IP42 означает, что прибор выдержит разовые брызги или может находиться под слабым, моросящим дождем. Устройства с IP55 разрешается бросить на газоне во время полива. Вентилятор IP56 способен работать на борту лодки в шторм.
Высшие ранги защиты от воды позволяют прибору выдерживать серьезные испытания. IP67 означает, что устройство равнодушно к любым потокам воды и не испортится после 30 минут под водой на глубине 1 м. А самые дорогие приборы с классом защиты IP68 способны работать погружении в жидкость длительное время.
Осевые или аксиальные устройства
Рабочие лопасти таких устройств вращаются вокруг одной оси и перемещают воздушный поток сквозь устройство. Конструкция отличается легкостью, поэтому она чрезвычайно популярна и часто используется в бытовых приборах: например, кулеры в системном блоке ПК, фены для сушки волос. Их КПД высокое, потому что у осевых устройств довольно невысокое сопротивление воздушному потоку, да и потери из-за трения почти отсутствует. Конструктивно они выглядят как колесо, состоящее из консольного вида лопастей, жестко закрепленных под определенным углом, относительно воздушного потока, который всегда имеет направление параллельно оси вращения устройства. На входе устанавливают специальный коллектор, который выравнивает или спрямляет поток — это немаловажно для улучшения аэродинамики изделия.
Представленный вид, за счет своеобразия конструкции имеет довольно низкую мощность потребления, но только при условии полного отсутствия встречных движений воздуха.
Конструкция осевых изделий предельно простая: кожух с монтажными отверстиями для прочного закрепления на месте эксплуатации, электродвигатель вмонтирован внутрь устройства, а рабочее колесо — плотно посажено на вал электропривода. Напор потока, как и его расход, регулируется расстоянием между лопастями.
Диагональные приборы
Они только визуально отличаются от аксиального типа: забор воздуха осуществляется в аналогичном направлении, а вот его выход особенного направления — диагонального. Оригинальная коническая форма кожуха способствует увеличению скорости истечения воздуха, но, если сравнивать их с осевыми устройствами аналогичного размера и производительности, то звуковое воздействие у такого варианта будет намного ниже.
В конструкции совмещены элементы радиального и осевого типа устройств, благодаря чему достигнута оригинальная компактность и КПД до 80%.
Центробежные вентиляторы
Простота конструкции центробежных вентиляторов позволяет обеспечивать огромную производительность, хорошие показатели давления воздуха. А простота гарантирует им надежность в очень сложных условиях.
Конструкционно центробежный вентилятор состоит из нескольких важных функциональных узлов:
Вся конструкция накрывается дополнительной оболочкой. Она служит звукоизолирующим кожухом. Обычно он обшивается шумопоглощающим материалом.
Система прокачки воздуха представляет собой плоское колесо. Оно состоит из пары дисков. Один из них сплошной, он соединен с двигателем. Второй имеет большое центральное отверстие. Между собой диски соединены по периметру лопатками-лопастями. При вращении они формируют поток воздуха, направленный наружу колеса.
Забор рабочего тела производится через центральное отверстие одного из дисков. В зависимости от конфигурации и формы лопастей, насосы способны:
В трехдисковых насосах две области лопаток. Подобные модели путем реверсирования двигателя способны перекачивать рабочее тело в двух направлениях.
Как это работает
Работу центробежного вентилятора можно описать достаточно просто.
Такая простая схема работы обуславливает надежность конструкционного решения центробежного вентилятора. Сегодня он встречается повсеместно в системах вентилирования, для поддержания формы уличных надувных аттракционов, в схемах удаления пыли и других твердых частиц из воздуха.
Виды лопастей
В зависимости от конфигурации лопастей, у насоса могут быть разные эксплуатационные характеристики. Это не только выходные технические параметры в виде давления и объема перекачки воздуха. Применяя те или иные конфигурации лопастей, инженеры добиваются снижения массогабаритных показателей насоса и уровня шума.
Вентиляторы диаметрального сечения
Изделия этого типа состоят из корпуса, имеющего нестандартную конструкцию выхода и входа: диффузор и патрубок соответственно, и цилиндра, больше напоминающего барабан с параллельными рабочими элементами, которые немного загнуты по ходу вращения. Вся хитрость функциональной особенности заключается в двукратном и перекрестном прохождении воздуха сквозь рабочее колесо.
Тангенциальные вентиляторы отличаются довольно высокими параметрами по аэродинамике и способны создавать так называемый плоской конфигурации поток весьма широкого размера.
Их монтаж довольно удобен, при этом можно поворачивать поток в любую сторону.
Отличительные черты: компактность установки и высокий КПД, по сравнению с другими вентиляторами. Используются в файнколах — аппаратах для охлаждения или нагревания помещений, тепловых завесах зимой при входе в торговые центры, супермаркеты и фирменные бутики.
Прямоточные или безлопастные модели
Безлопастный вентилятор — достаточно новое изделие в классе бытовой техники. Они только осваивают отечественный рынок. Работа устройств данного класса основана на законе Бернулли. Грубо говоря, быстро движущиеся потоки воздуха в тщательно продуманной конструкции не просто инициируют движение дополнительных объемов, но и значительно повышают общую эффективность вентиляции.
Устройство состоит из нескольких функциональных частей.
Работает вентилятор достаточно просто. Турбина приводится во вращение мотором. Она засасывает воздух через отверстия в нижней части прибора. Одновременно конструкция турбины создает значительные завихрения. В результате воздух ускоряется до 15 раз. Разогнанный газ выбрасывается через щелевые каналы рамки, огибая ее поверхность. При этом, двигаясь с большой скоростью, он создает разрежение. Тем самым захватываются потоки воздуха извне, стремящиеся заполнить образовавшуюся зону низкого давления.
Такой принцип действия вентилятора имеет массу достоинств.
Однако завоевание рынка безлопастными моделями идет медленно. Причина в особенностях работы: вентиляторы достаточно шумные. А сложность изготовления их компонентов диктует высокую цену.
Мы перечислили основные виды вентиляторов, которые могут применяться для вентиляции промышленных объектов, государственных учреждений, ресторанов и столовых, многоэтажных зданий спальных районов, которые монтируются в неприметных местах с тыльной стороны или же сверху на плоских перекрытиях крыш. Существуют специальные устройства огромной мощности, которые способны осуществлять надежную вентиляцию объектов одновременно по нескольким воздуховодам, но это уже совершенно другая тема.
Промышленные вентиляторы: виды и применение
Содержание:
Монтаж систем вентиляции и кондиционирования воздуха — обязательное условие при запуске промышленных объектов в эксплуатацию.
Без принудительной вентиляции не могут функционировать металлургические, деревообрабатывающие, сталеплавильные предприятия, мукомольные цеха, системы пневмотранспорта сыпучих веществ.
Для обеспечения воздухообмена на производственных объектах ив зданиях со значительными габаритами внутренних помещений, используются промышленные вентиляторы.
Назначение вентиляторов
Промышленные вентиляторы предназначены для обеспечения стабильного воздухообмена на производственных предприятиях, в торгово-развлекательных центрах, спортивных залах и бассейнах, вокзалах и аэропортах, административных и общественных зданиях.
К основным функциям вентиляторов относится:
Для эффективной работы вентиляционных систем большое значение имеет грамотный подбор оборудования, профессиональный монтаж, правильная регулировка и наладка.
Внешний вид канального вентилятора.
Системы общеобменной вентиляции
Для обеспечения нормальной работы промышленных объектов используют системы приточной и вытяжной вентиляции.
Приточно-вытяжная система с рекуперацией тепла позволяет экономить на обогреве помещений, обеспечивая оптимальный микроклимат за счет внутреннего теплообмена.
Вентиляторы выпускаются в большом разнообразии видов и конструкций.
Приточные и вытяжные вентиляторы работают совместно, создавая сбалансированное давление, влаго- и воздухообмен во внутренних помещениях.
Виды промышленных вентиляторов
Они выпускаются различных модификаций:
1. Прямоточныеили безлопастные
Они не имеют внешних подвижных элементов, поэтому считаются безопасными. Выпускаются в различных вариантах исполнений, эстетично выглядят.
Высокоскоростные лопасти расположены на двигателе и скрыты внутри основания корпуса.
По методу передачи вращательного момента от электродвигателя к лопастям прямоточные вентиляторы бывают:
Воздушный поток выходит через прорезь по всему периметру обдувателя рамы. Всасывание турбиной происходит через множество небольших отверстий на корпусе.
Увеличению силы воздушного потока и дополнительному всасыванию способствует создание разряженного воздуха с обратной стороны профиля.
К недостаткам прямоточных вентиляторов относится высокая цена и шумность.
2. Радиальные
Центробежные радиальные вентиляторы применяются для организации притока, вытяжки и удаления дыма при пожаре.
Отличаются спиралевидным корпусом, в котором радиально расположены лопасти. Концы лопастей, загнутые в зависимости от направления потока вперед или назад, обеспечивают максимально эффективную циркуляцию, охватывая все пространство помещения.
За счет создания вращающими лопастями центробежной силы, происходит выброс или всасывания в определенном направлении.
Конструкция радиального вентилятора.
Из-за спиралевидного корпуса, вентилятор в простонародье называют «Улитка».
В зависимости от мощности, радиальные вентиляторы бывают:
3. Осевые
Представляют собой агрегаты с круглым корпусом и установленной внутри крыльчаткой. Электродвигатель, расположенный по центру, вращает рабочее колесо с воздухозаборными лопастями, перемещая потоки воздуха. Уменьшению гидравлических потерь способствуют входные коллекторы с обтекателями.
Осевые модели подразделяются на:
По уровню давления они подразделяются на три группы:
Осевые вентиляторы отличаются простой конструкцией, высоким КПД, низким уровнем шума, надежностью и доступной стоимостью.
Конструкция осевого вентилятора.
Наличие больших лопастей в осевых моделях требует установки надежной защиты: сеток, решеток, ограждений.
Конструкция осевых вентиляторов не позволяет использовать их во взрывоопасной среде, при повышенной запыленности или наличии волокнистых загрязнений, оседающих на лопастях и делающих работу малоэффективной.
4. Диагональные
Конструкция таких вентиляторов отличается конической формой кожуха, а принцип работы — аналогичен осевым установкам.
Чистый воздух поступает в осевом, а выходит в диагональном направлении.
Благодаря коническому выходному отверстию, увеличивается круговая скорость воздушного потока в концентраторе пропеллера, требующегося для создания давления.
Диагональные трансформаторы обладают высокой скоростью обдува. По сравнению с осевыми вентиляторами такого же размера и сопоставимой эффективности, эти вентиляторы имеют более низкий уровень шума.
5. Диаметральные или тангенциальные
Устанавливаются в системах воздушных завес, башенных вентиляторах, внутренних блоках сплит-систем и вентиляционных доводчиках-фанкойлах.
Конструкция диаметрального вентилятора состоит из патрубка с диффузором и цилиндрической крыльчатки с лопатками, расположенными параллельно друг другу и загнутыми в сторону вращения.
По всей длине боковой части крыльчатки расположен воздуховод. Выходное отверстие, задающее направление воздушному потоку, выполнено в виде диффузора.
Диаметральные вентиляторы отличаются бесшумной работой, высоким КПД, простотой монтажа и способностью легко менять направление воздушного потока.
В диаметральных вентиляторах перемещение воздуха осуществляется параллельно оси вращения рабочего вала.
Схема диаметрального вентилятора. 1 – входной патрубок; 2 – вал с лопастями; 3 – выходной диффузор.
Классификация вентиляторов
Вентиляторы классифицируются по месту монтажа, способу присоединения и условиям эксплуатации.
По месту установки
Применяются в вытяжных вентиляционных системах производственных зданий. Служат для удаления поднимающейся вверх гари, копоти и продуктов горения при пожаре.
Крышные вентиляторы подвергаются влиянию негативных внешних факторов, поэтому изготавливаются из особо прочных материалов и обычно оснащаются защитным коробом.
Для производственных зданий с большим объемом перерабатываемого воздуха требуются вытяжные и приточные вентиляторы большой производительности.
Для офисных и общественных зданий выбираются бесшумные устройства меньшей мощности, устанавливаемые с помощью гибких вставок, понижающих вибрацию.
Канальные вентиляторы бывают:
По типу сечения канальные вентиляторы подразделяются на круглые, прямоугольные, или квадратные.
Они выбираются в соответствии с формой сечения воздуховодов.
Канальная вентиляция обеспечивает вентилирование складских и производственных зданий, торговых центров и спортивных комплексов через одну мощную установку, подключенную к комплексу вентиляционных каналов.
Снаружи по воздуховодам поступает чистый воздух, а отработанный вытесняется вытяжными системами.
Для вентилирования торговых центров или помещений общественного назначения применяются потолочные вентиляторы в виде больших лопастей, которые могут комбинироваться с источниками освещения.
По способу присоединения привода
Промышленные агрегаты подразделяются на присоединенные непосредственно к электродвигателю, подключенные с помощью ременной передачи или монтажных муфт.
По условиям эксплуатации
Разделяют следующие виды вентиляторов:
Промышленные установки применяются в системах вентиляции, кондиционирования, дымоудаления, отопления и других технологических целях.
Технические характеристики
При выборе вентиляторов следует обращать внимание на следующие характеристики:
В зависимости от производительности вентиляторов, мощность двигателя может достигать 500 кВт.
Управление вентиляционными установками может осуществляться следующими способами:
С помощью механизма управления можно регулировать скорость и направление воздушного потока, поворачивать устройство, задавать время включения и выключения.
Шумность вентиляторов зависит от их мощности и материалов, из которых они изготовлены. Много шума издают лопасти из алюминия и прочих металлов и сплавов. Меньше — элементы из пластика.
Для снижения уровня шума и вибрации при монтаже систем следует использовать виброизоляторы в виде стальных пружин, мягкие вставки в местах соединения воздуховодов и корпуса агрегата, шумопоглощающие материалы на кожухе и воздуховодах.
Степень защиты
Опасность для вентиляционных установок могут представлять два основных фактора:
Международный код IP (IngressProtectionRating) введен для обозначения степени защиты устройств от воздействия окружающей среды за счет конструктивных особенностей.
Содержит буквенные и цифровые обозначения. Указывается в паспорте устройства и наносится на корпус изделия.
Первая цифра имеет значение от 1 до 6 и означает защиту от попадания твердых частиц и посторонних предметов
Таблица 1. Расшифровки первого числового значения кода защиты.
Отсутствие любой защиты
Предохраняет от проникновения предметов, размером более 50 мм
Предохранение от проникновения предметов, размером более 12 мм
Защита от проникновения предметов, размером более 2,5 мм
От попадания мусора, размером более 1 мм
Частичная защита от попадания пыли
Полная защита от пыли
Нет защиты от влаги
Защита от вертикальных капель
От вертикальных капель, падающих под углом, не более 15° от вертикали
От брызг, под углом не больше 60° от вертикали
Защита от капель и брызг под любыми углами
Попадание струй под любым наклоном не причиняет вреда
Попадание воды в устройство не мешает работе оборудования
Устройство может работать при кратковременном погружении в воду
Например, код IP48 означает, что устройство защищено от проникновения частиц, размером более1 мм и может работать под водой.
Выбор степени защиты устройства зависит от места установки и условий эксплуатации вентиляторов.
Аэродинамические свойства
Производительность вентилятора напрямую зависит от давления воздуха в сети.
График зависимости аэродинамических характеристик вентилятора от показателей сети.
На графике наглядно видна зависимость расхода воздуха от давления в сети воздуховода. Точка пересечения кривых характеризует силу воздушного потока для данной вентиляционной сети.
Выбирая промышленные установки, следует учитывать, что зона рабочих режимов оборудования должна находиться в пределах максимальной эффективности работы вентилятора.
Производительность вентилятора прямо пропорциональна частоте вращения рабочего колеса.
Конструктивные особенности
Вентиляторы состоят из двигателя, рабочего вала с лопастями, стального корпуса и привода.
По конструкции они подразделяются на пять модификаций:
Основные модификации вентиляторов.
Электродвигатели используемые в устройствах в качестве привода, соединяются с крыльчаткой напрямую, через клиноременную передачу или путем бесступенчатой сцепки.
Циркуляция обеспечивается за счет разности давлений между каналом входа и выхода вентиляционных установок.
Расстояние между внутренней поверхностью корпуса и концами лопастей должно быть минимальным.
Стальные корпуса выполняют сварными.
Вентиляторы небольших размеров крепятся на станине, большие — устанавливаются на специальные опоры.
Для удобства передвижения устройства могут комплектоваться транспортировочными колесами.
При выборе вентиляторов учитывается площадь обслуживания, влажность в помещениях, место установки, допустимый уровень шума и необходимость защиты устройств от попадания механических загрязнений.
Грамотно спроектированная и смонтированная вентиляционная система способна создать комфортные условия для работы и нахождения в производственных и общественных зданиях. Обеспечивает оптимальную влажность, температуру и чистоту поступающего воздуха.