Tipi di fan: classificazione, scopo e principio del loro funzionamento

Un ventilatore è la base di qualsiasi sistema di ventilazione artificiale. Il dispositivo è ampiamente utilizzato nella vita di tutti i giorni ed è indispensabile in molte aree della vita umana. Quando si pianifica un acquisto di apparecchiature di ventilazione, è necessario comprendere le specifiche del dispositivo e dell'azione.

L'articolo presentato per la familiarizzazione descrive in dettaglio i tipi di ventilatori, le loro caratteristiche di progettazione, i principi operativi e lo scopo di ogni unità. Ti parleremo delle aree prioritarie per la scelta del modello giusto. Qui imparerai come selezionare un dispositivo in base alle condizioni operative.

Classificazione del ventilatore in base ai parametri principali

Ventole: dispositivi meccanici progettati per spostare, fornire o scaricare masse di aria e gas. La circolazione dell'aria si verifica a causa della differenza di pressione tra il canale di ingresso e di uscita dell'unità di ventilazione.

I fan sono usati ovunque. Apparecchi indispensabili nella disposizione complesso di ventilazione di mandata e di scarico edifici, soffiando elementi di lavoro in condizionatori d'aria e dispositivi di riscaldamento.

I ventilatori sono progettati per funzionare con gas, il cui rapporto di compressione non supera 1,15. In questo caso, la differenza negli indicatori di pressione all'ingresso / all'uscita è limitata a 15 kPa - a un tasso più elevato, viene utilizzato un compressore

La classificazione generale delle unità di ventilazione si basa su vari parametri.

Tra i criteri principali per la gradazione ci sono:

• progettazione e funzionamento del dispositivo;
• scopo e condizioni di funzionamento del ventilatore;
• metodo di installazione;
• metodi per collegare il dispositivo a un motore elettrico;
• caratteristiche tecniche: grado di protezione IP, pressione generata, consumo energetico, velocità, efficienza e livello di pressione acustica.

Cinque tipi di ventilatori si distinguono per il tipo di design: assiale, centrifugo, diagonale, diametrale e senza lama.

Le unità diagonali e diametriche sono considerate una varietà di due gruppi principali di unità di ventilazione: assiale e centrifuga. I nuovi prodotti senza lama sono sostanzialmente diversi dai loro omologhi

In base alle condizioni operative, vengono suddivisi i seguenti tipi di soffianti a gas:

• dispositivi di uso generale;
• fan per scopi speciali.

Il primo gruppo comprende unità progettate per il lavoro con flussi di aria e gas inattivi, la cui temperatura non supera i + 50 ° С. Il secondo gruppo comprende attrezzature speciali: resistente al calore, antideflagrante, antipolvere, resistente alla corrosione e anti-fumo.

Secondo il metodo di installazione, si distinguono:

• standard: l'installazione viene eseguita su un supporto;
• tetto - installazione sul tetto dell'edificio;
• canalizzato - inserito all'interno del condotto di ventilazione;
• multizona - modelli progettati per connettersi a più canali aerei.

I motori elettrici sono utilizzati come unità di ventilazione.

Esistono diversi modi per accoppiare il motore alla girante:

• collegamento diretto;
• Trasmissione a cinghia trapezoidale
• accoppiamento continuo.

Dopo aver determinato il tipo appropriato di ventilatore, viene selezionato un modello con caratteristiche tecniche ottimali.

Vengono prese in considerazione l'area di servizio, il luogo di installazione, il livello di rumore consentito, l'umidità ambientale e la necessità di proteggere il dispositivo da corpi estranei

Il principio di funzionamento di diversi tipi di dispositivi

Il criterio principale per la scelta di un ventilatore è il dispositivo e il principio di funzionamento. Le caratteristiche di design e le sfumature tecniche determinano l'efficienza del dispositivo, il livello di rumore, l'efficienza del lavoro e la possibilità del suo utilizzo in determinate condizioni.

Assemblaggio assiale - Ventilatore classico

Il ventilatore assiale (assiale) è ampiamente utilizzato in ambito domestico sistemi di ventilazione di case private, nelle cappe da bagno, nelle versioni di scarico complesse, come elemento di raffreddamento per varie apparecchiature ed elettronica, nonché nelle gallerie del vento e nei motori turbofan nel settore dell'aviazione.

Il design dei modelli è caratterizzato da facilità di esecuzione e dimensioni ridotte. Gli elementi principali: un corpo cilindrico, una ruota con lame e una trasmissione. Il diametro interno del cilindro deve garantire una rotazione libera della girante. L'intervallo tra le pale e il corpo è limitato all'1,5% della lunghezza della lama rotante.

Al fine di ridurre le perdite idrauliche e migliorare le caratteristiche aerodinamiche, il design è integrato da un collettore, un diffusore e una carenatura su entrambi i lati della girante

Principio di azione: le pale rotanti catturano l'aria e la spingono lungo l'asse della girante. Il movimento dei flussi d'aria nella direzione radiale è quasi assente.Le prestazioni dell'attrezzatura sono regolate dalla rotazione delle pale.

Caratteristiche distintive dei modelli assiali:

• non richiede una vasta area per l'installazione;
• consumo di energia economico;
• basso livello di rumore;
• semplicità di funzionamento e riparazione;
• a basso costo.

I vantaggi di lavorare e usare i ventilatori assiali li hanno resi molto popolari nella vita di tutti i giorni. I modelli di alloggiamento per il raffreddamento di apparecchi elettrici e unità assiali portatili con griglia sono ampiamente utilizzati.

Per migliorare lo scambio d'aria, i ventilatori assiali con un pannello a parete sono installati in aperture a parete e altre strutture di supporto. I dispositivi sono in grado di funzionare in due modalità: aspirazione e iniezione d'aria

Modello centrifugo - Forza e potenza elevata

I ventilatori centrifughi (radiali) sono altamente efficienti: le unità sono in grado di generare alte pressioni e funzionare in condizioni difficili. Il design dell'attrezzatura comprende i seguenti elementi.

Housing. L'alloggiamento del diffusore è realizzato in lamiera rivettata o saldata. Il corpo cavo ha una forma a spirale di una coclea; il design prevede tubi di aspirazione e scarico. Per dare rigidità, l'involucro è rinforzato con nervature o strisce trasversali.

Dall'alto, la "lumaca" viene chiusa con una scatola aggiuntiva o rivestita con pannelli fonoassorbenti. Ciò è necessario per ridurre il rumore durante il funzionamento dell'unità di ventilazione.

Girante. La pala del rotore è composta da due dischi, pale e un mozzo.

Il design della ruota determina le condizioni per l'utilizzo del ventilatore:

• diskless - trasporto di flussi con componenti solidi;
• single-disk - il movimento dell'aria con un basso contenuto di frazioni solide;
• doppio disco - circolazione di masse d'aria pura in un diverso intervallo di pressione;
• a tre dischi - fornisce un'aspirazione a due vie.

La ruota è fissata all'albero per mezzo di mozzi. Le lame sono fissate ai dischi e ai mozzi.

Scapole. Le prestazioni e l'efficienza dell'unità nel suo complesso dipendono in gran parte dalla forma delle pale:

• ala aerodinamica - offre silenziosità, un buon indicatore di prestazioni, la resistenza dello strumento alle alte temperature;
• curvo dietro - impedisce l'accumulo di polvere all'interno della ventola, adatto per il funzionamento in un ambiente con depressione elevata;
• curvo in avanti - i ventilatori con alette "frontali" sono progettati per funzionare con un grande volume di aria e alta pressione, sono resistenti all'erosione;
• radiale - installazioni di dimensioni compatte con efficienza media, le guide del rotore sono trattate con una composizione protettiva contro l'erosione.

Nelle ruote con pale "posteriori", la differenza tra gli indicatori di pressione statica e totale non è grande, quindi il loro livello di efficienza è elevato. L'efficienza raggiunge l'80%.

In avanti, le pale piegate creano un'alta velocità dell'aria all'uscita. L'unità mantiene il 60% di efficienza. Inoltre pale "frontali": ottenere i parametri giusti con dimensioni della ventola più piccole

Negli impianti centrifughi, l'aria entra nella direzione assiale, viene espulsa nella direzione radiale. Le masse d'aria sotto l'azione delle forze centrifughe si muovono in un corpo cilindrico.

L'intero processo può essere suddiviso in più fasi:

1. Quando la ruota gira, l'aria tra lo spazio delle pale scorre verso il bordo del rotore.
2. Di conseguenza, al centro della ruota si forma una zona di bassa pressione. Ciò porta all'assorbimento di masse d'aria dall'esterno.
3. Al centro della camera, i flussi d'aria cambiano direzione da assiale a radiale, entrando negli scomparti tra le pale.
4. A causa della rapida rotazione della corsa di massa d'aria verso la parete interna dell'alloggiamento.
5. L'energia cinetica viene parzialmente convertita in energia di compressione e la velocità dell'aria diminuisce: un volume d'aria viene raccolto all'interno della "coclea" e viene generata una pressione in eccesso.
6. La massa gassosa si precipita sul tubo di uscita, entra nella tubazione e quindi nell'area di lavoro.

Le unità centrifughe sono utilizzate nei sistemi di alimentazione e di scarico di grandi locali, garage, centri commerciali ed edifici, dove è richiesta una ventilazione potente e continua.

Le piante radiali sono utilizzate nelle industrie pericolose per rimuovere rapidamente l'aria contaminata. Ad esempio, in officine di legno o metallo, in officine per l'estrazione di fumo e fumi nocivi

Diagonale - combinazione di ventilatore assiale e radiale

Il modello diagonale è una sintesi di due tipi di ventilatori: assiale e centrifugo. La girante del dispositivo ha una forma speciale: la struttura della girante ricorda un dispositivo a tamburo in una ventola radiale. Le pale della girante sono parallele all'asse di rotazione.

I ventilatori combinati hanno un corpo cilindrico e sembrano più simili a modelli assiali. Tuttavia, il principio di funzionamento è diverso a causa delle caratteristiche di progettazione della girante. L'aria si sposta prima lungo l'asse, quindi cambia direzione di 45 °.

A causa dell'iniezione centrifuga, la portata dell'aria aumenta, il che significa che aumenta anche l'efficienza dell'unità di ventilazione. Il livello di efficienza dei modelli diagonali raggiunge l'80%

Il vantaggio principale di una ventola di tipo misto è quello di raggiungere un compromesso tra le caratteristiche di rumore, le prestazioni e le dimensioni del dispositivo.

Molto spesso, vengono utilizzate unità assiali centrifughe come fan del condotto in sistemi di ventilazione piccoli e medi con canali lunghi. Sono utilizzati come sistemi di scarico e ingressi in sistemi a pressione del tipo di alimentazione.

Installazione tangenziale - flusso d'aria uniforme

Il ventilatore tangenziale (diametralmente) è costituito da un corpo allungato dotato di un diffusore e un ugello e una girante a tamburo con pale inclinate. Il doppio del movimento dell'aria perpendicolare all'asse di rotazione del cilindro.

L'involucro del modello diametrale ricorda il caso di un ventilatore radiale. La differenza è che nell'unità tangenziale, il condotto si trova lungo il pannello laterale

Caratteristiche distintive dei dispositivi diametrici:

• elevate prestazioni aerodinamiche;
• capacità di fornire un flusso uniforme;
• la capacità di espandere la ventola, scegliendo la direzione del flusso d'aria;
• funzionamento silenzioso;
• alto tasso di efficienza - fino al 60-70%.

Ambito: creazione di cortine d'aria, ventilconvettori e utilizzo in sistemi split.

Ventilatore fanless - tecnologia innovativa

I fanless domestici sono apparsi sul mercato interno dei sistemi di ventilazione non molto tempo fa. Il loro principio di funzionamento è sostanzialmente diverso dalle modifiche di cui sopra.

L'azione del dispositivo innovativo si basa sul desiderio del mezzo di equalizzare l'equilibrio tra le pressioni all'esterno e all'interno del dispositivo, nonché sulla tecnologia del "moltiplicatore d'aria"

Componenti del dispositivo:

• una cornice rotonda o ovale progettata per aspirare e rilasciare masse d'aria;
• base per il fissaggio del telaio;
• mini turbina montata nella base del ventilatore;
• motore.

L'innovativo ventilatore funziona secondo questo principio:

1. Dopo aver acceso il motore, la turbina viene azionata.
2. Ruotando, la turbina aspira aria attraverso perforazioni nel corpo base.
3. Sotto l'influenza della turbolenza, l'aria accelera 15 volte ed esce attraverso le fessure di uscita situate intorno al perimetro del telaio.

L'aria scorre intorno alla superficie dell'anello e si precipita nella giusta direzione.

A causa delle proprietà aerodinamiche del dispositivo di ventilazione, l'aria viene aspirata nel flusso d'aria dal lato e dietro il telaio anulare

Rispetto ai modelli tradizionali pale senza ventola presenta diversi vantaggi:

• regolazione regolare dell'intensità del flusso d'aria;
• praticità e assoluta sicurezza d'uso;
• cambio di direzione dell'aria regolando la posizione dell'anello;
• efficienza del lavoro - il consumo di energia elettrica è inferiore del 20% rispetto ai modelli assiali.

I principali svantaggi del dispositivo: costo elevato e livello di rumore elevato.

A seconda delle condizioni operative

Quando si sceglie un ventilatore, è importante considerare le condizioni per il suo utilizzo. Per l'uso in un ambiente aggressivo, sono state sviluppate installazioni altamente specializzate.

Unità da utilizzare in condizioni normali

I ventilatori per uso generale sono realizzati in acciaio al carbonio.

I dispositivi sono ammessi per l'installazione in base alle condizioni operative obbligatorie:

• contenuto di polvere nell'aria per unità radiali - non più di 0,01 g / m3, per dispositivi assiali - fino a 0,01 g / m3;
• temperatura media - fino a + 50 ° С;
• mancanza di componenti chimicamente aggressivi, esplosivi, fibre e particelle appiccicose nell'aria.

Il mezzo gas-vapore non dovrebbe provocare processi di corrosione accelerati; il tasso ammissibile di distruzione dei metalli è di 0,1 mm all'anno. Se la temperatura di esercizio supera il valore limite, il funzionamento del motore, che di solito si trova nel flusso di masse d'aria trasportate, si deteriora.

Esistono ventole per usi generali resistenti al calore in acciaio. La temperatura massima della composizione trasportata è fino a + 200 ° С. I prodotti domestici sono contrassegnati con le lettere "Ж" e "Ж2"

Modelli generici utilizzati nei sistemi riscaldamento ad aria e ventilazione di edifici pubblici, residenziali e industriali, nonché per altri scopi sanitari.

Unità di ventilazione per usi speciali

I fan per scopi speciali sono generalmente divisi in cinque gruppi:

• polvere;
• resistente al calore;
• a prova di esplosione;
• resistente alla corrosione;
• rimozione del fumo.

Gli aggregati di polvere vengono utilizzati per pulire le masse d'aria da polvere e particelle di sporco: segatura di legno e metallo, scorie di saldatura, scarti di grano. Il flusso d'aria che passa attraverso gli ugelli cambia la sua direzione da assiale a radiale. A causa della forza centrifuga, cambia anche la portata dell'aria.

I dispositivi per la polvere sono realizzati in ottone, carbonio o acciaio inossidabile. La temperatura massima del mezzo di lavoro è di + 80 ° C. Esistono tipi misti di modelli: antipolvere, antideflagrante e resistente al calore

I fan della polvere radiale di bassa potenza sono installati sui veicoli che trasportano i treni del grano. I dispositivi ad alta pressione sono utilizzati in grandi sale di produzione.

Le unità resistenti al calore sono progettate per spostare aria la cui temperatura supera + 80 ° C.

A causa delle difficili condizioni operative, i ventilatori devono avere caratteristiche speciali:

• isolamento termico del motore elettrico e sua rimozione oltre il flusso d'aria;
• alto livello di protezione del motore - IP44 e superiore;
• fabbricazione di elementi strutturali a partire da materiali resistenti al calore (poliammide resistente al calore, lega di alluminio, acciaio inossidabile o acciaio al carbonio);
• ampia gamma di temperature operative.

Ventilatori resistenti al calore sono utilizzati nella disposizione sistemi di ventilazione della vasca e saune, rimozione dell'aria di scarico ad alta temperatura da un camino o stufa, rimozione di prodotti di combustione dai siti di produzione.

Le unità termoresistenti possono avere un'esecuzione assiale o radiale. Molto spesso, i ventilatori ad alta temperatura vengono utilizzati nei condotti di ventilazione, ma ci sono modifiche che sono montate senza condotti

Le apparecchiature di ventilazione a prova di esplosione sono progettate per la rimozione di miscele di gas esplosivi. Questa categoria comprende composizioni in cui, all'accensione della particella più piccola, si accende l'intero volume rimanente di gas.

I requisiti di protezione dalle esplosioni per le apparecchiature elettriche sono regolati dalle direttive CE ATEX.A seconda del grado di rischio di esplosione delle zone, le unità di ventilazione possono essere protette:

• riempimento di quarzo o olio dei gusci delle parti conduttive;
• sigillatura composta - materiale polimerico;
• rivestimenti ignifughi.

Acciaio inossidabile, leghe di alluminio e gruppi di materiali diversi sono acciaio inossidabile, ottone, bronzo e plastica elettricamente conduttiva.

I materiali diversi sono combinati in modo tale che una scintilla non possa verificarsi in caso di impatto o attrito

I ventilatori resistenti alla corrosione sono progettati per trasportare miscele aggressive di aria-gas non esplosive a basso contenuto di polvere, nonché l'assenza di componenti fibrosi e appiccicosi.

Materiali per la fabbricazione di parti del dispositivo: leghe di titanio, polipropilene, plastica vinilica. In alternativa, gli elementi di lavoro vengono spruzzati con un rivestimento anticorrosivo - acciaio anticorrosione di grado 08X13 o lega di titanio.

Portata dei fan "antiruggine":

• metallurgia ferrosa;
• linee di produzione di fertilizzanti minerali;
• produzione di carbonio;
• fornitura di aria alle caldaie con composizione bollente;
• organizzazione della circolazione del vapore acqueo con impurità di fenolo, alcali e idrogeno solforato;
• linee di piante di coke.

I ventilatori di scarico del fumo sono potenti installazioni refrattarie che sono integrate nel sistema di ventilazione dell'edificio e funzionano soffiando fumo dalla stanza. Le unità sono soggette a requisiti tecnici elevati.

In caso di incendio, il ventilatore deve funzionare ininterrottamente per 2 ore a una temperatura dell'aria soffiata fino a + 400 ° С. Quando la temperatura sale a + 600 ° C - fino a 1 ora

Scope - sistemi di ventilazione fumi per edifici per vari scopi. Gli "aspiratori di fumo" sono installati sul tetto della stanza utilizzando la flangia di montaggio e sono collegati ai condotti di scarico dei fumi.

A seconda del design del ventilatore, il fumo a due o quattro lati può essere emesso in direzione orizzontale o verticale. È prevista la possibilità di funzionamento delle unità nella modalità di ventilazione generale a casa.

Tipi di ventole per metodo di installazione

Come indicato sopra, secondo il metodo di installazione, i dispositivi di ventilazione sono divisi in 4 gruppi: standard, tetto, condotto e multi-zona.

I fan convenzionali di solito vengono con un telaio di supporto o un supporto. La loro installazione non causa alcuna difficoltà.

Le unità del tetto sono installate sul tetto dell'edificio e fungono da anello finale nel sistema di ventilazione dell'edificio. Tali ventole sono esposte a fattori esterni negativi (pioggia, neve, raffiche di vento), quindi sono realizzate con materiali particolarmente resistenti. Quasi tutti i modelli sono dotati di un cono protettivo per evitare l'intasamento della custodia.

I dispositivi di ventilazione del tetto funzionano secondo un principio assiale o centrifugo. La prima opzione viene spesso utilizzata per ambienti normali e la seconda per polverosi e aggressivi

Quando si sceglie un ventilatore da tetto, tenere conto delle specifiche dei locali da equipaggiare. Ad esempio, un modello con un livello di rumore basso viene selezionato per un asilo, un ospedale o una scuola. Per la sala di produzione, l'alimentazione delle apparecchiature è una priorità.

Le unità di ventilazione canalizzate si trovano nei condotti di ventilazione ed estraggono e forniscono aria attraverso il sistema di condotti. Il design dei ventilatori dei condotti è di solito di tipo diagonale o radiale, meno spesso assiale.

La scelta del dispositivo viene effettuata con riferimento alla forma del condotto. Vengono prodotte unità per alberi tondi, quadrati e rettangolari.

Le ventole rettangolari o quadrate sono realizzate in metallo, rotonde - in plastica. La custodia in metallo è resistente e durevole, mentre la custodia in plastica è meno rumorosa

Le unità di ventilazione multizona sono dotate di un alloggiamento che consente di collegare diversi condotti di aspirazione che provengono da zone diverse. Tali ventilatori sono indispensabili in ambienti in cui è necessario equipaggiare la cappa in ambienti diversi e esiste un solo condotto di scarico.

Le unità multicanale consentono di ottimizzare il complesso dei condotti dell'aria, ridurre i costi di capitale e la complessità del lavoro per equipaggiare il sistema di ventilazione a casa

Un ulteriore vantaggio è il funzionamento semplificato. È necessario servire uno, ma non più fan.

Varietà di modelli di ventilazione domestica

I fan domestici sono ulteriormente classificati per posizione.

Finestra. Il dispositivo è montato in una finestra o parete vicino alla finestra, non vi è alcun condotto dell'aria. Tale attrezzatura viene utilizzata principalmente nelle istituzioni pubbliche: caffè, parrucchieri, ecc. L'autofilettamento nelle finestre in PVC installate è problematico.

I fan della finestra sono realizzati con un profilo rotondo e quadrato. Alcuni modelli sono dotati di una valvola di ritegno per impedire l'ingresso di polvere nella custodia.

Cucina. Rimuovere i fumi e i vari odori che si verificano durante la cottura. La ventola è montata direttamente nella cappa di scarico. Basato sul design, ci sono cappe piatte, a cupola e integrate. I ventilatori della cucina devono essere resistenti al calore e avere una rete protettiva esterna.

Attrezzature per il bagno. Per aumentare l'efficienza di scarico ventilazione del bagno e del bagno vengono utilizzati ventilatori da parete e soffitto. Le unità compatte sono economiche e facili da installare.

La parte interna dell'alloggiamento è posizionata nel condotto di ventilazione e l'esterno sporge e si chiude con una griglia di ventilazione. In bagno, si consiglia di utilizzare un ventilatore con un sensore dell'acqua

Indipendentemente dal tipo di ventilatore selezionato, è necessario prestare particolare attenzione all'etichettatura del dispositivo, in particolare al grado di protezione IP. Lo standard IP caratterizza la sicurezza delle apparecchiature in un ambiente non aggressivo.

La prima cifra ha un valore compreso tra 0 e 6 e indica il livello di protezione contro la penetrazione di corpi estranei, polvere e contatto con le mani

Il livello di protezione contro l'umidità che entra nell'involucro è indicato dalla seconda cifra della marcatura.

Alta probabilità di penetrazione di acqua nei dispositivi con un valore di "0". Sono ammessi solo per l'installazione in locali "asciutti". Il massimo grado di protezione "8" garantisce la sicurezza del ventilatore quando completamente immerso in acqua

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video n. 1. Il principio di funzionamento e i vantaggi competitivi di un ventilatore senza lama:

Video n. 2. Il dispositivo del ventilatore centrifugo VTsUN:

Video n. 3. Design del condotto del ventilatore rotondo:

La progettazione del modello e le caratteristiche tecniche e operative dei ventilatori consentono di scegliere le migliori attrezzature per uso domestico e industriale. Il design delle unità di ventilazione viene costantemente migliorato, adattandosi alle esigenze dei clienti.

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