Центробежен вентилатор: особености на устройството и принцип на работа на устройството

С развитието на индустриалния сектор голям брой технологични процеси изискват принудително подаване на въздух. Домакинската сфера не остана настрана. Някои видове комуникации изискват редовно подаване на чист въздух.

Елегантно решение на този проблем беше центробежният вентилатор, който е в състояние автономно да изпомпва необходимото количество въздушна маса. Но как работи и как работи? Ще анализираме подробно тези проблеми в нашата статия.

Обмислете дизайнерските характеристики на устройството, неговите възможности, обхват, най-добрите производители, чиито продукти са представени на пазара. Също така даваме препоръки относно избора на подходящия модел вентилатори.

Същността на вентилационното издухване и вакуум

Вентилаторът е механична структура, която е в състояние да обработва потока на газо-въздушната смес чрез увеличаване на нейната специфична енергия за последващо движение.

Такава архитектура на блока осигурява възможност за създаване на ефект на впръскване или разреждане на работещия газ в пространството чрез увеличение или намаляване на налягането, съответно (механизъм за преобразуване на енергия).

Под налягане на газ разбираме безкрайния процес на произволно движение на газови молекули, които, когато ударят стените на затворено пространство, създават натиск върху тях.

Следователно, колкото по-висока е скоростта на тези молекули, толкова повече удари и по-високо налягане. Налягането на газа е една от основните характеристики на газа.

От друга страна, всеки газ има още два параметъра: обем и температура. Обем - количеството пространство, което газът е запълнил. Температурата на газа е термодинамична характеристика, която свързва скоростта на молекулите и налягането, което те генерират.

Върху тези „три стълба“ е молекулярно-кинетичната теория, която е в основата на описанието на всички процеси, свързани с преработката на газове и газови смеси.

Процесът на инжектиране е принудителна концентрация на молекули в затворено пространство над определена норма. Например, общоприетото въздушно налягане на повърхността на земята е приблизително 100 kPa (10⁵ кило паскали) или 760 mmHg. Чл. (милиметри живак).

С увеличаване на височината над повърхността на Земята налягането става по-малко, въздухът се разрежда.

Атмосферно налягане - теглото на въздушната колона спрямо повърхността, над която се намира. Не маса, а именно тегло P = mg. Тя се измерва с барометър, другите видове налягане се определят от манометър

Разреждането е обратният процес на инжектиране, по време на който молекулите напускат затворената система. Обемът остава същият, но броят на молекулите намалява няколко пъти, следователно налягането намалява.

Ефектът от изпускането е необходим за принудителното движение на въздух. Възможен е вариант на движение на въздуха чрез ефекта на разреждане: за да се възстанови балансът на налягането в цялата система, молекулите се движат от по-концентриран участък от молекули към по-малко концентриран.

По този начин се движат газовите молекули.

За да се определи скоростта на въздушния поток извън или вътре в сградата, често се използва специален инструмент - анемометър. Незаменим уред за проектиране на вентилационни системи

Има различни схеми на вентилационни системи, но те могат условно да бъдат разделени на няколко класа според определени параметри:

1. По уговорка. Има фенове с общо и специално предназначение. Вентилаторите се използват за нормално движение на газ. Специални вентилатори се използват за пневматичен транспорт, транспортиране на агресивни и експлозивни газови смеси.
2. По скорост, Има малка, средна и висока специфична скорост на колелото с остриета.
3. По диапазон на налягане Известни системи за генериране на ниско (до 1 kPa), средно (1-3 kPa), високо (над 3 kPa) налягане.

Някои промишлени и битови процеси с помощта на вентилатори протичат в екстремни условия на околната среда, така че съответните изисквания са предложени за оборудването.

По този начин можем да говорим за прашни, влагоустойчиви, топлоустойчиви, корозионно устойчиви, искроустойчиви устройства и устройства за отстраняване на дим и конвенционални вентилатори.

Информацията за видовете вентилатори се обсъжда подробно в друга нашата статия.

Центробежен дизайн на вентилатора

Центробежната система за проектиране е механизъм за налягане с радиална архитектура, който е в състояние да генерира налягане от всякакъв диапазон.

Той е предназначен за транспортиране на моно- и многоатомни газове, включително химически „агресивни“ съединения.

Дизайнът е „облицован“ с метален / пластмасов калъф, който се нарича защитен корпус. Черупката защитава вътрешната камера от прах, влага и други вещества, които могат да повлияят неблагоприятно върху работата на устройството.

Висококачественият вентилационен продукт винаги има определен клас на защита. Степента на защита на черупката (Ingress Protection) е единен международен стандарт за качество на продукта, който определя нивото на защита на оборудването от влиянието на околната среда.

Вентилаторът с радиален тип развива значително по-голямо налягане от аксиалната версия. Това се дължи на съобщението за частта от енергията, която е попадала във въздушния барабан, генерирана по време на прехода от входа към изхода

Механизмът се задвижва от електродвигател или двигател с вътрешно горене (типично за индустриалните вентилатори). Най-често срещаният метод е електродвигател, който върти вал с работно колело.

Има няколко опции за предаване на въртеливо движение от двигател към работно колело:

• еластична връзка;
• Задвижване с клинов ремък
• безстепенна трансмисия (хидравличен или индуктивен съединител).

Предвид наличието на огромен брой производствени компании, които създават уникални системи с голямо разнообразие от динамични параметри, доста голям набор от фенове е на разположение на потребителите.

Корпусът има два основни канала: вход и изход. Газовата смес влиза в първия канал, се премества в камерата, преработва се там и след това преминава в друг

В резултат на усилената работа на разработчиците, ние имаме широк спектър от приложения за такива машини, включително:

• вентилационни и отоплителни системи в частни и високи сгради;
• подаване и пречистване на въздух за нежилищни сгради;
• филтрационни системи в селското стопанство;
• изпълнение на технологични процеси в леката и тежката промишленост от различни направления.

Има и опции за използване на вентилатори в пожарогасителни системи и ултра бърза смяна на въздуха в затворени помещения.

Такива вентилатори работят с високотемпературни газови смеси, което задължава производителите да включват информация за съответствието на тяхното оборудване с международните стандарти в техническата документация.

Провереният и прост дизайн на центробежния механизъм има няколко различни предимства:

• висока надеждност и несравнима производителност;
• лекота и достъпност на поддръжката на оборудването;
• безопасността на интеграцията и работата на блоковете;
• минимални разходи за енергия и ремонт в случай на повреда.

В допълнение, вентилаторите имат доста нисък праг на шум, което им позволява да се използват в домашни условия. Центробежните вентилатори също имат изключително дълъг експлоатационен живот поради липсата на директен контакт на работните части на механизма в работната камера.

Характеристики на работния цикъл на устройството

Помислете общия принцип на работа на центробежен вентилатор с радиална конструкция. Имайте предвид, че специалистите разграничават два основни дизайна на вентилатора: с аксиално и радиално разположение на входа, където въздушният поток се всмуква.

Това се отразява преди всичко на възможността за монтиране на вентилатора в системата и на практика не влияе върху цялостната производителност.

Радиалният вентилатор може да работи както с обикновен въздух, който е необходим от космоса, така и с течащия въздух, който преминава през въздуховода (ефектът от баланса на зоните с различно налягане)

Аксиален вход е характерен за вентилаторите с общо предназначение. Радиалното разположение на входа на потока е характерно за основните вентилатори.

На първия етап от работния цикъл на вентилатора въздушният поток се придвижва към повърхността на бързо въртящото се работно колело. Лопатките на работното колело разделят въздуха на малки обеми, които се движат вътре в работната камера.

Тук въздушната маса се натрупва, тоест въздушната маса се компресира директно в малък обем.

Самият дизайн на корпуса на модула има свои собствени характеристики.

Известни са двете най-често срещани форми на тялото:

• заоблени;
• спирала.

Кръглата форма на калъфа е типична за феновете, които преместват огромно количество въздух за кратко време. Спирална форма е присъща на вентилаторите, които допълнително компресират обема на въздуха и генерират средно и високо налягане.

На втория етап въздухът се вкарва в работната камера. Както знаете, с постоянен обем с увеличаване на общата маса на газовите молекули, броят на сблъсъците на молекулите се увеличава, а оттам и скоростта им се увеличава. Следователно налягането на газа също се увеличава.

От голямо значение е формата и броя на остриетата. Без изключение, всички опции на работното колело се тестват във вятърни тунели за определяне на оптимални работни условия

На последния етап сгъстеният газ се отстранява от работната камера до изхода. Освен това въздухът преминава в централния канал и се движи в посочената посока.

Процесът на разреждане е точно обратният. Въздухът се поема от въздухопровод или ограничено пространство, където е необходимо да се създаде разредена зона и се изхвърля в околната среда или друго ограничено пространство.

Спецификация за центробежен вентилатор

Компресорните системи се характеризират с редица структурни и динамични разлики, които трябва да се вземат предвид при избора и прилагането им във вентилационната система.

Спецификацията включва:

• директно към дизайна на вентилатора;
• тип двигател;
• блок за управление;
• поставяне на работното колело и предаване на въртеливо движение от двигателя;
• ъгълът на местоположението на входящата и изходящата тръба;
• материалът, от който са изработени детайлите на продукта, неговите размери и тегло.

Специалистите обръщат внимание и на съответствието на продуктите с международните стандарти: ISO / IEC и GOST стандарти, IP маркиране, ATEX директиви и др.

Динамичните характеристики включват техническите параметри на работата на вентилатора: генерирано налягане и коефициент на диференциално налягане, скорост и максимална температура на потока, скорост на вала и ниво на звуково налягане, ефективност и мощност на двигателя

Инжекционно налягане - максималната стойност, която вентилаторът може да създаде по време на работа в номинален режим.

P_V = P_св + P_DV,

когато: P_V - общо наляганеP_св - статично налягане P_DV - динамично налягане.

Диференциален коефициент - разлика между входящото и генерираното налягане (бар).

Обемен въздушен поток - количеството газова смес, което се движи за единица време (производителност). Обикновено се изчислява в m³/ час за местни производители, литър / мин - за чуждестранни.

Ротационна скорост - броят на пълните завъртания на работното колело за единица време. Изчислява се в бр / с или Hz. Трябва да се помни, че нивото на натоварване на въздушния вентилатор не трябва да надвишава 75% от максималното.

Работейки дълго време в режим на претоварване с висока скорост, вентилаторът прегрява и може бързо да се провали. Но този процес може да бъде контролиран, като го контролирате по ваша преценка. Защо да използвате регулатор на скоростта вентилатор.

Звуковото налягане е нивото на шума от въртящи се части и триене на метален въздух. Измерва се на разстояние 3 метра от източника, когато работи при максимално натоварване. Шумът трябва да се има предвид при избора на постоянно работещ вентилатор.

Повечето апаратура е оборудвана с шумопоглъщащи и фонови звуци. Норми за шум: не повече от 50 dBA за домашни помещения и не повече от 75 dBA за промишлени

Едно от устройствата с ниско ниво на шума е без острие вентилатор.

Ефективността на вентилатора е продукт на следните три фактора:

• загуба на въздушен поток;
• изтичане през пропуски в конструкцията;
• механична ефективност на продукта.

За центробежните вентилатори общата ефективност е в границите от 0,7 до 0,85, при аксиални (канални) - не повече от 0,95. При избора на радиален вентилатор е необходимо да се вземе предвид коефициентът на безопасност на електродвигателя 1.2. Тоест, вземете мощността на електродвигателя с 20% повече от необходимото.

Мощността на двигателя на вентилатора се определя по формулата:

N = (Q * P) / (102 * 3600 * ефективност),

когато: Q - производителност (обемно въздушно течение), P - генерирано налягане.

Избор на вентилатора според изискванията

Процесът на избор на вентилационно оборудване за промишлено съоръжение (работилница, хангар) е доста интересен и сложен процес, който трябва да извърши специалист. Характеристики на вентилацията на промишлени помещения в детайли прегледани тук.

За обикновените апартаменти и частните къщи вече съществуват готови решения. В общия случай (за апартамент с две стаи) имаме следната архитектура на вентилационната система:

• вентилатори са монтирани в дневни, чийто брой зависи от големината на помещенията и броя на жителите;
• дифузорите за отработените газове са интегрирани в кухнята и банята плюс въздуховоди до инсталацията за захранване и изпускане.

Центробежният вентилатор включва управляващ блок, филтрираща система за пречистване на въздуха, електрически двигател и самия радиален вентилатор.

За гореспоменатата вентилационна система са подходящи стенни вентилатори от серията VF, произведени от Vents с капацитет до 120 m³/ час

Настоящият пазар на вентилационно оборудване е представен от широка гама чуждестранни компании: Systemair, Soler & Palau, OSTBERG, Rosenberg, HELIOS, Maico, Ruck Ventilatoren GmbH, AeroStar, Blauberg, Elicent, Rhoss, Frapol, CMT CLIMA, HygroMatik GmbH, Winterwarm, Tecnair LV, Tecnair LV , MITA.

Продуктите от тези компании ще бъдат отлично решение за вентилационни задачи от всякакъв мащаб.

Домашните марки Vents, Elkom, Domovent и Vesa не им отстъпват по качество на производството и надеждност на оборудването. Ако има съмнения относно точността на направените изчисления или при избора на конкретен модел, препоръчваме ви да се свържете със сервизната служба на някоя от компаниите.

Ако сте собственик на частна 1-2-етажна сграда, индустриална или търговска сграда с подобен размер (ресторант, склад, трапезария, кафене, офис), когато избирате оборудване, трябва да вземете предвид обема на помещенията, скоростта на обмен на въздух, дължината и напречното сечение на основните тръбопроводи.

Многозонни вентилатори или вентилатори на покрива от серия KROM от компания Veza, вентилатори от серията VN на фирма Vents и други лесно могат да се справят със задачите за вентилация и отстраняване на дим

Не забравяйте да обърнете внимание на допълнителната функционалност на центробежните вентилатори и възможността за интегриране в различни климатични системи.

И така, радиалните вентилатори могат да бъдат оборудвани с помощни компоненти:

• регулируеми таймери и интервали, фотосензори и детектори за влажност;
• контролери на скоростта и индикатори за състояние;
• сензори за претоварване на двигателя и липса на електрическа мощност към мрежата;
• пружинни абсорбатори или гумени изолатори на вибрации.

Ако вентилаторът е разположен вътре в апартамент или къща, той може да бъде затворен с подвижен декоративен панел, изработен от алуминий или пластмаса, като се вземе предвид интериорът на стаята.

За много потребители важен критерий при избора на вентилатор е нивото на шума. Избирате ли тих вентилатор в банята? Препоръчваме ви да прочетете оценката безшумни фенове.

Изводи и полезно видео по темата

В следващото видео специалистите на Elcom говорят за центробежни вентилатори:

По-долу е чудесен пример за инсталиране на домакински вентилатор в баня:

Друг вариант за инсталиране на домакински вентилатор с ниска мощност в апартамент:

Класическият центробежен вентилатор е резултат от дългогодишен опит в проектирането и производството на вентилационно оборудване. Това е не само отлично решение за индустрията, но и оптимален инструмент за въздушен транспорт за жилищни и офис помещения.

Мислили ли сте да закупите центробежен вентилатор? Или забелязахте разминаване в разглобения материал? Задайте своите въпроси, изяснете технологичните аспекти в секцията за коментари.

Или може би вече сте инсталирали такъв вентилатор в банята? Доволни ли сте от работата му? Избрахте ли правилната мощност за вашата стая? Изпратете снимка на своя фен и оставете коментарите си.