Tipos de ventiladores: clasificación, propósito y principio de su funcionamiento.

Un ventilador es la base de cualquier sistema de ventilación artificial. El dispositivo se usa ampliamente en la vida cotidiana y es indispensable en muchas áreas de la vida humana. Cuando planifique la compra de equipos de ventilación, debe comprender los detalles de su dispositivo y acción.

El artículo presentado para familiarización describe en detalle los tipos de ventiladores, sus características de diseño, principios operativos y el propósito de cada unidad. Le informaremos sobre las áreas prioritarias para elegir el modelo correcto. Aquí aprenderá a seleccionar un dispositivo según las condiciones de funcionamiento.

Clasificación del ventilador por parámetros principales

Ventiladores: dispositivos mecánicos diseñados para mover, suministrar o extraer masas de aire y gas. La circulación de aire ocurre debido a la diferencia de presión entre el canal de entrada y el de salida de la unidad de ventilación.

Los aficionados se utilizan en todas partes. Aparatos indispensables en el arreglo complejo de suministro y ventilación de escape edificios, soplando elementos de trabajo en aires acondicionados y dispositivos de calefacción.

Los ventiladores están diseñados para trabajar con gases, cuya relación de compresión no supera 1.15. En este caso, la diferencia en los indicadores de presión en la entrada / salida está limitada a 15 kPa: a una velocidad mayor, se utiliza un compresor

La clasificación general de las unidades de ventilación se basa en varios parámetros.

Entre los criterios principales para la gradación están:

• diseño y operación del dispositivo;
• propósito y condiciones de operación del ventilador;
• método de instalación;
• métodos para conectar el dispositivo a un motor eléctrico;
• Características técnicas: grado de protección IP, presión generada, consumo de energía, velocidad, eficiencia y nivel de presión acústica.

Cinco tipos de ventiladores se distinguen por el tipo de diseño: axial, centrífugo, diagonal, diametral y sin aspas.

Las unidades diagonales y diametrales se consideran una variedad de dos grupos principales de unidades de ventilación: axial y centrífuga. Los nuevos productos sin cuchilla son fundamentalmente diferentes de sus contrapartes

Según las condiciones de funcionamiento, se dividen los siguientes tipos de máquinas de soplado de gas:

• dispositivos de uso general;
• Ventiladores especiales.

El primer grupo incluye unidades diseñadas para trabajar con flujos de aire y gas inactivo, cuya temperatura no excede + 50 ° С. El segundo grupo incluye equipos especiales: resistentes al calor, a prueba de explosiones, a prueba de polvo, resistentes a la corrosión y eliminadores de humo.

Según el método de instalación, distinguen:

• estándar: la instalación se realiza sobre un soporte;
• techo - instalación en el techo del edificio;
• canalizado: colocado dentro del conducto de ventilación;
• multizona: modelos diseñados para conectarse a múltiples canales de aire.

Los motores eléctricos se utilizan como motor de la unidad de ventilación.

Hay varias formas de acoplar el motor con el impulsor:

• conexión directa;
• Transmisión por correa trapezoidal
• acoplamiento continuo

Después de determinar el tipo apropiado de ventilador, se selecciona un modelo con características técnicas óptimas.

Se tiene en cuenta el área de servicio, la ubicación de instalación, el nivel de ruido permisible, la humedad ambiental, la necesidad de proteger el dispositivo de objetos extraños

El principio de funcionamiento de diferentes tipos de dispositivos.

El criterio principal para elegir un ventilador es su dispositivo y principio de funcionamiento. Las características de diseño y los matices técnicos determinan la eficiencia del dispositivo, el nivel de ruido, la eficiencia del trabajo y la posibilidad de su uso en ciertas condiciones.

Ensamblaje axial - Ventilador clásico

El ventilador axial (axial) se usa ampliamente en el hogar sistemas de ventilación de casas particulares, en campanas de baño, en versiones de escape complejas, como elemento de enfriamiento para diversos equipos y electrónica, así como en túneles de viento y motores de turbofan en el campo de la aviación.

El diseño de los modelos se caracteriza por la facilidad de ejecución y las pequeñas dimensiones. Los elementos principales: un cuerpo cilíndrico, una rueda con cuchillas y una transmisión. El diámetro interno del cilindro debe garantizar una rotación sin obstáculos del impulsor. El intervalo entre las cuchillas y el cuerpo está limitado al 1.5% de la longitud de la cuchilla giratoria.

Para reducir las pérdidas hidráulicas y mejorar las características aerodinámicas, el diseño se complementa con un colector, un difusor y un carenado a ambos lados del impulsor.

Principio de acción: las palas giratorias capturan el aire y lo empujan a lo largo del eje del impulsor. El movimiento de los flujos de aire en la dirección radial está casi ausente.El rendimiento del equipo está regulado por la rotación de las cuchillas.

Características distintivas de los modelos axiales:

• no requieren un área grande para la instalación;
• consumo económico de energía;
• bajo nivel de ruido;
• simplicidad de operación y reparación;
• bajo costo

Las ventajas de trabajar y usar ventiladores axiales los han hecho muy populares en la vida cotidiana. Los modelos de carcasa para enfriar electrodomésticos y unidades axiales portátiles con parrilla son ampliamente utilizados.

Para mejorar el intercambio de aire, los ventiladores axiales con un panel de pared se instalan en aberturas de pared y otras estructuras de soporte. Los dispositivos pueden funcionar en dos modos: succión de aire e inyección de aire

Modelo centrífugo: resistencia y alta potencia

Los ventiladores centrífugos (radiales) son altamente eficientes: las unidades pueden generar altas presiones y operar en condiciones difíciles. El diseño del equipo incluye los siguientes elementos.

Cuerpo. La carcasa del difusor está hecha de chapa remachada o soldada. El cuerpo hueco tiene una forma espiral de cóclea; el diseño proporciona tuberías de succión y descarga. Para dar rigidez, la carcasa está reforzada con nervaduras o rayas transversales.

Desde arriba, el "caracol" se cierra con una caja adicional o se recubre con paneles absorbentes de ruido. Esto es necesario para reducir el ruido durante el funcionamiento de la unidad de ventilación.

Impulsor La pala del rotor consta de dos discos, palas y un cubo.

El diseño de la rueda determina las condiciones para usar el ventilador:

• sin disco: transporte de corrientes con componentes sólidos;
• disco único: el movimiento del aire con un bajo contenido de fracciones sólidas;
• doble disco: circulación de masas de aire puro en un rango de presión diferente;
• tres discos: proporciona succión bidireccional.

La rueda está unida al eje por medio de cubos. Las cuchillas se fijan a los discos y cubos.

Omóplatos. El rendimiento y la eficiencia de la unidad en su conjunto dependen en gran medida de la forma de las cuchillas:

• ala aerodinámica: proporciona silenciosidad, un buen indicador de rendimiento, resistencia del instrumento a altas temperaturas;
• curvado hacia atrás: evita la acumulación de polvo dentro del ventilador, adecuado para operar en un entorno con alta depresión;
• curvado hacia adelante: los ventiladores con aletas "frontales" están diseñados para trabajar con un gran volumen de aire y alta presión, son resistentes a la erosión;
• radial: instalaciones de tamaños compactos con eficiencia media, las guías del rotor están tratadas con una composición protectora contra la erosión.

En las ruedas con cuchillas "traseras", la diferencia entre los indicadores de presión estática y total no es grande, por lo tanto, su nivel de eficiencia es alto. La eficiencia alcanza el 80%.

Hacia adelante, las cuchillas dobladas crean una alta velocidad del aire en la salida. La unidad conserva un 60% de eficiencia. Más aspas "frontales": obtener los parámetros correctos con dimensiones de ventilador más pequeñas

En las plantas centrífugas, el aire entra en la dirección axial, se expulsa en la dirección radial. Las masas de aire bajo la acción de fuerzas centrífugas se mueven en un cuerpo cilíndrico.

Todo el proceso se puede dividir en varias etapas:

1. Cuando la rueda gira, el aire entre el espacio de las palas se precipita hacia el borde del rotor.
2. Como resultado, se forma una zona de baja presión en el centro de la rueda. Esto conduce a la absorción de masas de aire desde el exterior.
3. En el centro de la cámara, los flujos de aire cambian de dirección de axial a radial, entrando en los compartimientos entre las cuchillas.
4. Debido a la rápida rotación de la masa de aire, se precipita hacia la pared interior de la carcasa.
5. La energía cinética se convierte parcialmente en energía de compresión y la velocidad del aire disminuye: se recoge un volumen de flujo de aire dentro de la "cóclea" y se genera un exceso de presión.
6. La masa gaseosa se precipita hacia la tubería de salida, ingresa a la tubería y luego al área de trabajo.

Las unidades centrífugas se utilizan en sistemas de suministro y escape de grandes locales, garajes, centros comerciales y edificios, donde se requiere una ventilación continua y potente.

Las plantas radiales se utilizan en industrias peligrosas para eliminar rápidamente el aire contaminado. Por ejemplo, en talleres de madera o metal, en talleres de extracción de humo y humos nocivos.

Diagonal: combinación de ventilador axial y radial

El modelo diagonal es una síntesis de dos tipos de ventiladores: axial y centrífugo. El impulsor del dispositivo tiene una forma especial: la estructura del impulsor se asemeja a un dispositivo de tambor en un ventilador radial. Las palas del impulsor son paralelas al eje de rotación.

Los ventiladores combinados tienen un cuerpo cilíndrico y se parecen más a los modelos axiales. Sin embargo, el principio de funcionamiento es diferente debido a las características de diseño del impulsor. El aire primero se mueve a lo largo del eje, y luego cambia su dirección en 45 °.

Debido a la inyección centrífuga, el caudal de aire aumenta, lo que significa que la eficiencia de la unidad de ventilación también aumenta. El nivel de eficiencia de los modelos diagonales alcanza el 80%.

La principal ventaja de un ventilador de tipo mixto es lograr un compromiso entre las características de ruido, el rendimiento y las dimensiones del dispositivo.

Muy a menudo, las unidades axiales centrífugas se utilizan como ventiladores de conducto en sistemas de ventilación pequeños y medianos con conductos largos. Se utilizan como sistemas de escape y entradas en sistemas de presión del tipo de suministro.

Instalación tangencial: flujo de aire uniforme

El ventilador tangencial (diametralmente) consiste en una caja alargada equipada con un difusor y una boquilla, y un impulsor tipo tambor con aspas inclinadas. Dos veces el movimiento del aire perpendicular al eje de rotación del cilindro.

La carcasa del modelo diametral se asemeja a una carcasa de ventilador radial. La diferencia es que en la unidad tangencial, el conducto está ubicado a lo largo del panel lateral

Características distintivas de los dispositivos diametrales:

• alto rendimiento aerodinámico;
• capacidad de suministrar flujo uniforme;
• la capacidad de expandir el ventilador, eligiendo la dirección del flujo de aire;
• operación silenciosa;
• alta tasa de eficiencia: hasta 60-70%.

Alcance: creación de cortinas de aire, fancoils y uso en sistemas divididos.

Ventilador sin ventilador: tecnología innovadora

Los ventiladores domésticos sin ventilador aparecieron en el mercado interno de sistemas de ventilación no hace mucho tiempo. Su principio de funcionamiento es fundamentalmente diferente de las modificaciones anteriores.

La acción del dispositivo innovador se basa en el deseo del medio de igualar el equilibrio entre las presiones externas e internas del dispositivo, así como en la tecnología del "multiplicador de aire".

Componentes del dispositivo:

• un marco redondo u ovalado diseñado para atraer y liberar masas de aire;
• base para fijar el marco;
• mini turbina montada en la base del ventilador;
• motor

El innovador ventilador funciona de acuerdo con este principio:

1. Después de encender el motor, se acciona la turbina.
2. Al girar, la turbina aspira aire a través de perforaciones en el cuerpo base.
3. Bajo la influencia de la turbulencia, el aire se acelera 15 veces y sale a través de las ranuras de salida ubicadas alrededor del perímetro del marco.

El aire fluye alrededor de la superficie del anillo y corre en la dirección correcta.

Debido a las propiedades aerodinámicas del dispositivo de ventilación, el aire ingresa al flujo de aire desde el costado y detrás del marco anular.

En comparación con los modelos tradicionales. cuchillas sin ventilador tiene varias ventajas:

• ajuste suave de la intensidad del flujo de aire;
• conveniencia y seguridad absoluta de uso;
• cambio en la dirección del aire ajustando la posición del anillo;
• eficiencia de trabajo: el consumo de energía eléctrica es un 20% menor en comparación con los modelos axiales.

Las principales desventajas del dispositivo: alto costo y alto nivel de ruido.

Dependiendo de las condiciones de operación

Al elegir un ventilador, es importante tener en cuenta las condiciones para su uso. Para su uso en un entorno agresivo, se han desarrollado instalaciones altamente especializadas.

Unidades para uso en condiciones normales

Los ventiladores de uso general están hechos de acero al carbono.

Se permite la instalación de dispositivos sujetos a las condiciones de funcionamiento obligatorias:

• contenido de polvo en el aire para unidades radiales - no más de 0.01 g / m3, para dispositivos axiales - hasta 0.01 g / m3;
• temperatura media - hasta + 50 ° С;
• falta de componentes explosivos químicamente agresivos, fibras y partículas pegajosas en el aire.

El medio de vapor de gas no debe provocar procesos de corrosión acelerados; la tasa permisible de destrucción del metal es de 0.1 mm por año. Si la temperatura de operación aumenta por encima del valor límite, la operación del motor, que generalmente se encuentra en el flujo de masas de aire transportadas, se deteriora.

Hay ventiladores de acero de uso general resistentes al calor. La temperatura máxima de la composición transportada es de hasta + 200 ° С. Los productos nacionales están marcados con las letras "Ж" y "Ж2"

Modelos de uso general utilizados en sistemas calentamiento de aire y ventilación de edificios públicos, residenciales e industriales, así como para otros fines sanitarios.

Unidades de ventilación para propósitos especiales

Los ventiladores de propósito especial generalmente se dividen en cinco grupos:

• polvo
• resistente al calor
• a prueba de explosiones;
• resistente a la corrosión;
• eliminación de humo

Los agregados de polvo se utilizan para limpiar las masas de aire del polvo y las partículas de suciedad: aserrín de madera y metal, escoria de soldadura, residuos de granos. El flujo de aire que pasa a través de las boquillas cambia su dirección de axial a radial. Debido a la fuerza centrífuga, la velocidad del flujo de aire también cambia.

Los dispositivos antipolvo están hechos de latón, carbono o acero inoxidable. La temperatura máxima del medio de trabajo es + 80 ° C. Hay varios tipos de modelos: polvo, a prueba de explosión y resistente al calor.

Los ventiladores de polvo radiales de baja potencia se instalan en vehículos que transportan trenes de granos. Los dispositivos de alta presión se utilizan en grandes salas de producción.

Las unidades resistentes al calor están diseñadas para mover aire cuya temperatura excede + 80 ° C.

Debido a las duras condiciones de funcionamiento, los ventiladores deben tener características especiales:

• aislamiento térmico del motor eléctrico y su extracción más allá del flujo de aire;
• alto nivel de protección del motor: IP44 y superior;
• fabricación de elementos estructurales a partir de materiales resistentes al calor (poliamida resistente al calor, aleación de aluminio, acero inoxidable o acero al carbono);
• Amplia gama de temperaturas de funcionamiento.

Se utilizan ventiladores resistentes al calor en la disposición. sistemas de ventilación de bañera y saunas, eliminación de aire de escape a alta temperatura de una chimenea o estufa, eliminación de productos de combustión de los sitios de producción.

Las unidades resistentes al calor pueden tener ejecución axial o radial. Muy a menudo, los ventiladores de alta temperatura se usan en los conductos de ventilación, pero hay modificaciones que se montan sin conductos

El equipo de ventilación a prueba de explosión está diseñado para la eliminación de mezclas de gases explosivos. Esta categoría incluye composiciones en las que, al encender la partícula más pequeña, se enciende todo el volumen restante de gas.

Los requisitos de protección contra explosiones para equipos eléctricos están regulados por las directivas ATEX EC.Dependiendo del grado de peligro de explosión de las zonas, las unidades de ventilación pueden protegerse:

• relleno de cuarzo o aceite de los depósitos de las partes conductoras;
• sellado compuesto - material polimérico;
• revestimientos ignífugos.

El acero inoxidable, las aleaciones de aluminio y los grupos de materiales diferentes son acero inoxidable, latón, bronce y plástico eléctricamente conductor.

Los materiales diferentes se combinan de tal manera que no se produzca una chispa en caso de impacto o fricción.

Los ventiladores resistentes a la corrosión están diseñados para transportar mezclas agresivas de aire-gas no explosivas con un bajo contenido de polvo, así como la ausencia de componentes fibrosos y pegajosos.

Materiales para la fabricación de partes del dispositivo: aleaciones de titanio, polipropileno, plástico vinílico. Alternativamente, los elementos de trabajo se rocían con un recubrimiento anticorrosivo: acero resistente a la corrosión grado 08X13 o aleación de titanio.

Alcance de los ventiladores "antioxidantes":

• metalurgia ferrosa;
• líneas de producción de fertilizantes minerales;
• producción de carbono;
• suministro de aire a calderas con composición de ebullición;
• organización de la circulación del vapor de agua con impurezas de fenol, álcali y sulfuro de hidrógeno;
• líneas de plantas de coque.

Los extractores de humo son potentes instalaciones refractarias integradas en el sistema de ventilación del edificio y funcionan al expulsar humo de la habitación. Las unidades están sujetas a altos requisitos técnicos.

En caso de incendio, el ventilador debe funcionar sin parar durante 2 horas a una temperatura de aire soplado de hasta + 400 ° С. Cuando la temperatura sube a + 600 ° C - hasta 1 hora

Alcance: sistemas de ventilación de humo para edificios con diversos fines. Los "extractores de humo" se instalan en el techo de la habitación utilizando la brida de montaje y se conectan a los conductos de escape de humo.

Dependiendo del diseño del ventilador, se puede emitir humo de dos o cuatro lados en dirección horizontal o vertical. Se proporciona la posibilidad de funcionamiento de las unidades en el modo de ventilación general en el hogar.

Tipos de ventiladores por método de instalación

Como se indicó anteriormente, de acuerdo con el método de instalación, los dispositivos de ventilación se dividen en 4 grupos: estándar, techo, conducto y multizona.

Los ventiladores convencionales generalmente vienen con un marco de soporte o soporte. Su instalación no causa ninguna dificultad.

Las unidades de techo se instalan en el techo del edificio y actúan como el eslabón final en el sistema de ventilación del edificio. Dichos ventiladores están expuestos a factores externos negativos (lluvia, nieve, ráfagas de viento), por lo tanto, están hechos de materiales especialmente duraderos. Casi todos los modelos están equipados con un cono protector para evitar la obstrucción de la carcasa.

Los dispositivos de ventilación del techo funcionan según un principio axial o centrífugo. La primera opción se usa a menudo para entornos normales, y la segunda para ambientes polvorientos y agresivos.

Al elegir un ventilador de techo, tenga en cuenta los detalles de las instalaciones que se equiparán. Por ejemplo, se selecciona un modelo con un bajo nivel de ruido para un jardín de infantes, hospital o escuela. Para la sala de producción, la potencia del equipo es una prioridad.

Las unidades de ventilación con conductos están ubicadas en los conductos de ventilación y extraen y suministran aire a través del sistema de conductos. El diseño de los ventiladores de conducto suele ser de tipo diagonal o radial, con menos frecuencia axial.

La elección del dispositivo se lleva a cabo con referencia a la forma del conducto. Se producen unidades para ejes redondos, cuadrados y rectangulares.

Los ventiladores de conducto rectangular o cuadrado están hechos de metal, redondos de plástico. La carcasa de metal es duradera y duradera, mientras que la carcasa de plástico es menos ruidosa

Las unidades de ventilación multizona están equipadas con una carcasa que le permite conectar varios conductos de succión que provienen de diferentes zonas. Dichos ventiladores son indispensables en habitaciones donde es necesario equipar la campana en diferentes habitaciones, y solo hay un conducto de escape.

Las unidades multicanal le permiten optimizar el complejo de conductos de aire, reducir los costos de capital y la complejidad del trabajo para equipar el sistema de ventilación en el hogar

Un beneficio adicional es la operación simplificada. Es necesario dar servicio a uno, pero no a varios ventiladores.

Variedades de modelos de ventilación doméstica.

Los aficionados domésticos se clasifican además por ubicación.

Ventana. El dispositivo está montado en una ventana o pared cerca de la ventana, no hay conducto de aire. Dichos equipos se utilizan principalmente en instituciones públicas: cafeterías, peluquerías, etc. El autorroscado en ventanas de PVC instaladas es problemático.

Los ventiladores de ventana están hechos con un perfil redondo y cuadrado. Algunos modelos están equipados con una válvula de retención para evitar que entre polvo en la carcasa.

Menaje de cocina. Elimine los humos y los diversos olores que se producen durante la cocción. El ventilador está montado directamente en la campana extractora. Según el diseño, hay campanas planas, abovedadas y empotradas. Los ventiladores de cocina deben ser resistentes al calor y tener una malla protectora externa.

Equipamiento para el baño. Para aumentar la eficiencia de escape inodoro y baño de ventilación Se utilizan ventiladores de techo y pared. Las unidades compactas son económicas y fáciles de instalar.

La parte interior de la carcasa se coloca en el conducto de ventilación, y el exterior sobresale y se cierra con una rejilla de ventilación. En el baño, es recomendable utilizar un ventilador con sensor de agua.

Independientemente del tipo de ventilador seleccionado, se debe prestar especial atención al etiquetado del dispositivo, es decir, el grado de protección IP. El estándar IP caracteriza la seguridad de los equipos en un entorno no agresivo.

El primer dígito tiene un valor en el rango de 0-6 e indica el nivel de protección contra la penetración de objetos extraños, polvo y contacto con las manos.

El nivel de protección contra la humedad que ingresa al recinto se indica mediante el segundo dígito de la marca.

Alta probabilidad de penetración de agua en dispositivos con un valor de "0". Se permiten su instalación solo en habitaciones "secas". El más alto grado de protección "8" garantiza la seguridad del ventilador cuando está completamente sumergido en agua.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Video # 1. El principio de funcionamiento y las ventajas competitivas de un ventilador sin aspas:

Video # 2. El dispositivo del ventilador centrífugo VTsUN:

Video # 3. Diseño de conducto de ventilador redondo:

El diseño del modelo y las características técnicas y operativas de los ventiladores le permiten elegir el mejor equipo para uso doméstico e industrial. El diseño de las unidades de ventilación se mejora constantemente, adaptándose a las necesidades de los clientes.

¿Tiene preguntas en el proceso de familiarizarse con el artículo? ¿Quiere contarnos sobre los matices que son útiles para elegir el equipo? Por favor escriba comentarios en el bloque de abajo.