Ventilatore centrifugo: specifiche del dispositivo e principio di funzionamento del dispositivo

Con lo sviluppo del settore industriale, un gran numero di processi tecnologici ha richiesto la fornitura di aria forzata. La sfera domestica non si distingueva. Alcuni tipi di comunicazioni richiedono una fornitura regolare di aria fresca.

Un'elegante soluzione a questo problema era un ventilatore centrifugo, in grado di pompare autonomamente la quantità richiesta di massa d'aria. Ma come funziona e come funziona? Analizzeremo questi problemi in dettaglio nel nostro articolo.

Considera le caratteristiche di progettazione del dispositivo, le sue capacità, portata, i migliori produttori, i cui prodotti sono presentati sul mercato. Diamo anche consigli sulla scelta del giusto modello di ventilatore.

L'essenza del ventilatore e del vuoto

Il ventilatore è una struttura meccanica che è in grado di elaborare il flusso della miscela gas-aria aumentando la sua energia specifica per il movimento successivo.

Tale architettura dell'unità fornisce la capacità di creare l'effetto di iniezione o rarefazione del gas di lavoro nello spazio attraverso un aumento o una diminuzione della pressione, rispettivamente (meccanismo di conversione di energia).

Per pressione del gas comprendiamo il processo infinito del movimento casuale di molecole di gas, che, quando colpiscono le pareti di uno spazio limitato, creano pressione su di esse.

Pertanto, maggiore è la velocità di queste molecole, più shock e maggiore è la pressione. La pressione del gas è una delle caratteristiche principali del gas.

D'altra parte, qualsiasi gas ha altri due parametri: volume e temperatura. Volume: la quantità di spazio che il gas ha riempito. La temperatura del gas è una caratteristica termodinamica che mette in relazione la velocità delle molecole e la pressione che esse generano.

Su questi "tre pilastri" si trova la teoria molecolare-cinetica, che è la base per la descrizione di tutti i processi associati alla lavorazione di gas e miscele di gas.

Il processo di iniezione è una concentrazione forzata di molecole in uno spazio limitato superiore a una certa norma. Ad esempio, la pressione dell'aria generalmente accettata sulla superficie della terra è di circa 100 kPa (10⁵ chilo Pascal) o 760 mmHg. Art. (millimetri di mercurio).

Con l'aumentare dell'altezza sopra la superficie della Terra, la pressione diminuisce, l'aria diventa rarefatta.

Pressione atmosferica: il peso della colonna d'aria rispetto alla superficie su cui si trova. Non di massa, ovvero peso P = mg. Viene misurato da un barometro, altri tipi di pressione sono determinati da un manometro

La rarefazione è il processo d'iniezione inverso, durante il quale le molecole lasciano il sistema chiuso. Il volume rimane lo stesso, ma il numero di molecole diminuisce più volte, quindi la pressione diminuisce.

L'effetto di scarico è necessario per il movimento forzato dell'aria. È possibile una variante del movimento dell'aria attraverso l'effetto di rarefazione: per ripristinare l'equilibrio di pressione nell'intero sistema, le molecole si spostano da una regione più concentrata di molecole a una meno concentrata.

In questo modo, le molecole di gas si muovono.

Per determinare la portata d'aria all'esterno o all'interno dell'edificio, viene spesso utilizzato uno strumento speciale: un anemometro. Un dispositivo indispensabile per la progettazione di sistemi di ventilazione

Esistono vari layout dei sistemi di ventilazione, ma possono essere suddivisi condizionatamente in diverse classi in base a determinati parametri:

1. Su appuntamento. Ci sono fan generici e speciali. I ventilatori vengono utilizzati per il normale movimento del gas. Ventilatori speciali vengono utilizzati per il trasporto pneumatico, il trasporto di miscele di gas aggressivi ed esplosivi.
2. Per velocità. Ci sono piccole, medie e alte velocità specifiche della ruota con le lame.
3. Per intervallo di pressione. Sistemi noti per la generazione di pressione bassa (fino a 1 kPa), media (1-3 kPa), alta (oltre 3 kPa).

Alcuni processi industriali e domestici che utilizzano soffianti si verificano in condizioni ambientali estreme, quindi i requisiti pertinenti sono previsti per l'apparecchiatura.

Pertanto, possiamo parlare di unità e dispositivi polverosi, resistenti all'umidità, resistenti al calore, alla corrosione e antiscintilla per la rimozione di fumo e ventilatori convenzionali.

Le informazioni sui tipi di fan sono discusse in dettaglio in un altro il nostro articolo.

Design del ventilatore centrifugo

Il sistema di progettazione centrifuga è un meccanismo di pressione con un'architettura radiale, in grado di generare pressione di qualsiasi portata.

È destinato al trasporto di gas mono e poliatomici, compresi composti chimicamente “aggressivi”.

Il design è "rivestito" con una custodia in metallo / plastica, chiamata custodia protettiva. Il guscio protegge la camera interna da polvere, umidità e altre sostanze che possono influire negativamente sul funzionamento dell'unità.

Un prodotto di ventilazione di alta qualità ha sempre una certa classe di protezione. Il grado di protezione della calotta (Ingress Protection) è un unico standard internazionale per la qualità del prodotto, che determina il livello di protezione dell'apparecchiatura dalle influenze ambientali.

Un ventilatore di tipo radiale sviluppa una pressione significativamente maggiore rispetto alla versione assiale. Ciò è dovuto al messaggio della porzione di energia che è entrata nel tamburo ad aria generata durante la transizione dall'entrata all'uscita dal sistema

Il meccanismo è azionato da un motore elettrico o un motore a combustione interna (tipico per i ventilatori industriali). Il metodo più comune è un motore elettrico che ruota un albero con una girante.

Esistono diverse opzioni per la trasmissione del movimento di rotazione da un motore a una girante:

• giunto elastico;
• Trasmissione a cinghia trapezoidale
• trasmissione continua (frizione idraulica o induttiva).

Data l'esistenza di un numero enorme di aziende manifatturiere che creano sistemi unici con un'ampia varietà di parametri dinamici, una gamma piuttosto ampia di ventilatori è a disposizione dei consumatori.

L'alloggiamento ha due canali principali: input e output. La miscela gassosa entra nel primo canale che si sposta nella camera, viene elaborata lì e quindi va in un altro

Come risultato del duro lavoro degli sviluppatori, abbiamo una vasta gamma di applicazioni per tali macchine, tra cui:

• sistemi di ventilazione e riscaldamento in edifici privati ​​e grattacieli;
• fornitura e depurazione dell'aria per edifici non residenziali;
• sistemi di filtrazione in agricoltura;
• esecuzione di processi tecnologici nell'industria leggera e pesante di varie direzioni.

Ci sono anche opzioni per l'uso di soffianti nei sistemi di estinzione incendi e il cambio d'aria ultraveloce in spazi ristretti.

Tali ventilatori lavorano con miscele di gas ad alta temperatura, il che obbliga i produttori a includere nella documentazione tecnica informazioni sulla conformità delle loro apparecchiature agli standard internazionali.

Il design collaudato e semplice del meccanismo centrifugo presenta numerosi vantaggi distinti:

• alta affidabilità e prestazioni senza pari;
• facilità e accessibilità della manutenzione delle attrezzature;
• sicurezza di integrazione e funzionamento delle unità;
• costi minimi di energia e riparazione in caso di guasto.

Inoltre, i soffianti hanno una soglia di rumore abbastanza bassa, che consente loro di essere utilizzati in condizioni domestiche. I ventilatori centrifughi hanno anche una durata eccezionalmente lunga a causa della mancanza di contatto diretto delle parti di lavoro del meccanismo nella camera di lavoro.

Caratteristiche del ciclo operativo del dispositivo

Considerare il principio generale di funzionamento di un ventilatore centrifugo di tipo radiale. Si noti che gli specialisti distinguono tra due design principali del ventilatore: con posizionamento assiale e radiale dell'ingresso, dove viene aspirato il flusso d'aria.

Ciò influisce principalmente sull'opzione di montaggio della ventola nel sistema e praticamente non influisce sulle prestazioni complessive.

Un ventilatore di tipo radiale può funzionare sia con l'aria normale, che prende dallo spazio, sia con l'aria che scorre attraverso il condotto dell'aria (l'effetto del bilanciamento delle aree con diverse pressioni)

Un ingresso assiale è caratteristico dei soffiatori per uso generale. La disposizione radiale dell'ingresso del flusso è caratteristica dei ventilatori tradizionali.

Nella prima fase del ciclo di lavoro del ventilatore, il flusso d'aria si sposta sulla superficie della girante a rotazione rapida. Le pale della girante dividono l'aria in piccoli volumi che si muovono all'interno della camera di lavoro.

Qui, la massa d'aria si accumula, cioè la massa d'aria viene direttamente compressa in un piccolo volume.

Il design del corpo dell'unità stesso ha le sue caratteristiche.

Sono note le due forme corporee più comuni:

• arrotondato;
• spirale.

La forma rotonda della custodia è tipica per i fan che muovono un'enorme quantità di aria in breve tempo. Una forma a spirale è inerente ai ventilatori, che comprimono ulteriormente il volume dell'aria e generano media e alta pressione.

Nella seconda fase, l'aria viene forzata nella camera di lavoro. Come sapete, con un volume costante con un aumento della massa totale di molecole di gas, aumenta il numero di collisioni di molecole e quindi aumenta la loro velocità. Di conseguenza, aumenta anche la pressione del gas.

Di grande importanza è la forma e il numero di lame. Senza eccezioni, tutte le opzioni della girante sono testate nelle gallerie del vento per determinare le condizioni operative ottimali

Nella fase finale, il gas compresso viene rimosso dalla camera di lavoro all'uscita. Inoltre, l'aria passa nel condotto centrale e si sposta nella direzione indicata.

Il processo di rarefazione è esattamente l'opposto. L'aria viene aspirata da una condotta dell'aria o da uno spazio confinato dove è necessario creare un'area rarefatta e viene scaricata nell'ambiente o in altri spazi limitati.

Specifiche del ventilatore centrifugo

I sistemi di compressione sono caratterizzati da una serie di differenze strutturali e dinamiche che devono essere prese in considerazione al momento di selezionarle e implementarle nel sistema di ventilazione.

Le specifiche includono:

• direttamente al design della soffiante;
• tipo di motore;
• unità di controllo;
• posizionamento della girante e trasmissione del movimento di rotazione dal motore;
• l'angolo della posizione del tubo di ingresso e uscita;
• il materiale con cui sono realizzati i dettagli del prodotto, le sue dimensioni e il suo peso.

Gli specialisti prestano inoltre attenzione alla conformità dei prodotti agli standard internazionali: standard ISO / IEC e GOST, marcatura IP, direttive ATEX, ecc.

Le caratteristiche dinamiche includono i parametri tecnici delle prestazioni della soffiante: pressione generata e coefficiente di pressione differenziale, velocità e temperatura di mandata massima, velocità dell'albero e livello di pressione sonora, efficienza e potenza del motore

Pressione di iniezione: il valore massimo che il ventilatore è in grado di creare durante il funzionamento in modalità nominale.

P_v = P_sv + P_dv,

dove: P_v - pressione totaleP_sv - pressione statica P_dv - pressione dinamica.

Coefficiente differenziale: differenza tra la pressione in ingresso e quella generata (bar).

Flusso d'aria volumetrico: la quantità di miscela di gas che si muove per unità di tempo (produttività). Generalmente calcolato in m³/ h per i produttori nazionali, litro / min - per quelli stranieri.

Velocità di rotazione - il numero di rotazioni complete della girante per unità di tempo. Calcolato in pz / so Hz. Va ricordato che il livello di carico del ventilatore dell'aria non deve superare il 75% del massimo.

Lavorando a lungo in modalità sovraccarico ad alta velocità, la ventola si surriscalda e può guastarsi rapidamente. Ma questo processo può essere controllato controllandolo a tua discrezione. Perché usare regolatore di velocità un fan.

La pressione sonora è il livello di rumore proveniente dalle parti rotanti e dall'attrito metallico dell'aria. Misurato a una distanza di 3 metri dalla sorgente quando funziona al massimo carico. Il rumore deve essere considerato quando si sceglie un ventilatore costantemente in funzione.

La maggior parte delle apparecchiature è dotata di assorbitori di rumore e suoni di sottofondo. Norme per il rumore: non più di 50 dBA per i locali domestici e non più di 75 dBA per l'industria

Uno dei dispositivi con un basso livello di rumore è ventilatore senza lama.

L'efficienza della ventola è un prodotto dei seguenti tre fattori:

• perdita nel flusso d'aria;
• perdita attraverso lacune nella struttura;
• efficienza meccanica del prodotto.

Per i ventilatori centrifughi, l'efficienza complessiva è nell'intervallo da 0,7 a 0,85, in assiale (canalizzato) - non più di 0,95. Quando si sceglie un ventilatore radiale, è necessario tenere conto del fattore di sicurezza del motore elettrico 1.2. Cioè, aumenta la potenza del motore elettrico del 20% in più del necessario.

La potenza del motore del ventilatore è determinata dalla formula:

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

dove: Q - prestazione (flusso d'aria volumetrico), P - pressione generata.

Selezione del ventilatore in base alle esigenze

Il processo di selezione delle apparecchiature di ventilazione per una struttura industriale (officina, hangar) è un processo piuttosto interessante e complesso che dovrebbe fare uno specialista. Caratteristiche di ventilazione dei locali industriali in dettaglio recensito qui.

Per appartamenti ordinari e case private, esistono già soluzioni già pronte. Nel caso generale (per un appartamento di 2-3 camere) abbiamo la seguente architettura del sistema di ventilazione:

• i ventilatori sono montati nei salotti, il cui numero dipende dalle dimensioni dei locali e dal numero di residenti;
• i diffusori di scarico sono integrati in cucina e il bagno più sono posati condotti dell'aria all'impianto di alimentazione e scarico.

Il ventilatore centrifugo comprende un'unità di controllo, un sistema di filtro per la purificazione dell'aria, un motore elettrico e il ventilatore radiale stesso.

Per il sistema di ventilazione di cui sopra, sono adatti i ventilatori a parete della serie VF prodotti da Vents con una capacità fino a 120 m³/ ora

L'attuale mercato delle apparecchiature di ventilazione è rappresentato da una vasta gamma di società straniere: Systemair, Soler & Palau, OSTBERG, Rosenberg, HELIOS, Maico, Ruck Ventilatoren GmbH, AeroStar, Blauberg, Elicent, Rhoss, Frapol, CMT CLIMA, HygroMatik GmbH, Winterwarm, Tecnair LV, AERIAL , MITA.

I prodotti di queste aziende saranno un'ottima soluzione per le attività di ventilazione di qualsiasi scala.

I marchi nazionali Vents, Elkom, Domovent e Vesa non sono inferiori a loro nella qualità della produzione e nell'affidabilità delle attrezzature. In caso di dubbi sull'accuratezza dei calcoli effettuati o sulla scelta di un modello specifico, si consiglia di contattare il servizio di assistenza di una qualsiasi delle società.

Se sei il proprietario di un edificio privato di 1-2 piani, un edificio industriale o commerciale di dimensioni simili (ristorante, magazzino, sala da pranzo, bar, ufficio), quando scegli l'attrezzatura, devi tenere conto del volume dei locali, del tasso di scambio d'aria, della lunghezza e della sezione trasversale delle condutture principali.

I ventilatori multi-zona o i ventilatori da tetto della serie KROM dell'azienda Veza, i fan della serie VN dell'azienda Vents e altri possono facilmente far fronte ai compiti di ventilazione e rimozione del fumo

Assicurati di prestare attenzione alle funzionalità aggiuntive dei ventilatori centrifughi e alla capacità di integrarsi in una varietà di sistemi di condizionamento dell'aria.

Pertanto, i ventilatori radiali possono essere dotati di componenti ausiliari:

• timer e interruttori di intervallo regolabili, fotosensori e rilevatori di umidità;
• regolatori di velocità e indicatori di stato;
• sensori di sovraccarico del motore e mancanza di energia elettrica nella rete;
• ammortizzatori a molla o isolatori di vibrazioni in gomma.

Se il ventilatore si trova all'interno di un appartamento o di una casa, può essere chiuso con un pannello decorativo rimovibile in alluminio o plastica, tenendo conto dell'interno della stanza.

Per molti utenti, un criterio significativo nella scelta di una ventola è il livello di rumore. Stai scegliendo un fan silenzioso in bagno? Ti consigliamo di leggere la valutazione fan silenziosi.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Nel seguente video, gli specialisti di Elcom parlano dei ventilatori centrifughi:

Di seguito è riportato un ottimo esempio di installazione di un ventilatore domestico in un bagno:

Un'altra opzione per l'installazione di un ventilatore domestico a bassa potenza in un appartamento:

Il classico ventilatore centrifugo è il risultato di molti anni di esperienza nella progettazione e produzione di apparecchiature di ventilazione. Questa non è solo un'ottima soluzione per l'industria, ma anche uno strumento di trasporto aereo ottimale per locali residenziali e uffici.

Hai pensato di acquistare un ventilatore centrifugo? O hai notato una discrepanza nel materiale smontato? Poni le tue domande, chiarisci gli aspetti tecnologici nella sezione commenti.

O forse hai già installato un ventilatore del genere in bagno? Sei soddisfatto del suo lavoro? Hai scelto la potenza giusta per la tua stanza? Invia una foto del tuo fan e lascia i tuoi commenti.