Tipos de fãs: classificação, finalidade e princípio de funcionamento

Um ventilador é a base de qualquer sistema de ventilação artificial. O dispositivo é amplamente utilizado na vida cotidiana e é indispensável em muitas áreas da vida humana. Ao planejar uma compra de equipamento de ventilação, você precisa entender as especificidades de seu dispositivo e ação.

O artigo apresentado para familiarização descreve em detalhes os tipos de ventiladores, seus recursos de design, princípios de operação e a finalidade de cada unidade. Vamos falar sobre as áreas prioritárias para a escolha do modelo certo. Aqui você aprenderá como selecionar um dispositivo, dependendo das condições de operação.

Classificação dos fãs pelos principais parâmetros

Ventoinhas - dispositivos mecânicos concebidos para mover, fornecer ou descarregar massas de ar e gás. A circulação de ar ocorre devido à diferença de pressão entre o canal de entrada e saída da unidade de ventilação.

Os fãs são usados ​​em todos os lugares. Aparelhos indispensáveis ​​no arranjo complexo de ventilação de suprimento e exaustão edifícios, soprando elementos de trabalho em aparelhos de ar condicionado e de aquecimento.

Os ventiladores são projetados para trabalhar com gases, cuja taxa de compressão não excede 1,15. Nesse caso, a diferença nos indicadores de pressão na entrada / saída é limitada a 15 kPa - a uma taxa mais alta, um compressor é usado

A classificação geral das unidades de ventilação é baseada em vários parâmetros.

Entre os principais critérios de gradação estão:

• design e operação do dispositivo;
• finalidade e condições de operação do ventilador;
• método de instalação;
• métodos para conectar o dispositivo a um motor elétrico;
• características técnicas: grau de proteção IP, pressão gerada, consumo de energia, velocidade, eficiência e nível de pressão acústica.

Cinco tipos de ventiladores são diferenciados pelo tipo de projeto: axial, centrífugo, diagonal, diametral e sem pás.

As unidades diagonais e diametrais são consideradas uma variedade de dois grupos principais de unidades de ventilação: axial e centrífuga. Novos produtos sem lâminas são fundamentalmente diferentes de suas contrapartes

Com base nas condições operacionais, os seguintes tipos de máquinas de sopro a gás são divididos:

• dispositivos de uso geral;
• ventiladores de uso especial.

O primeiro grupo inclui unidades projetadas para trabalhar com fluxos de ar e gás inativo, cuja temperatura não excede + 50 ° C. O segundo grupo inclui equipamentos especiais: resistente ao calor, à prova de explosão, à poeira, à corrosão e à remoção de fumaça.

De acordo com o método de instalação, eles distinguem:

• padrão - a instalação é realizada em um suporte;
• telhado - instalação no telhado do edifício;
• canalizado - colocado dentro do duto de ventilação;
• multizona - modelos projetados para conectar-se a múltiplos canais de ar

Motores elétricos são usados ​​como acionamentos da unidade de ventilação.

Existem várias maneiras de acoplar o motor ao impulsor:

• conexão direta;
• Acionamento por correia trapezoidal
• acoplamento contínuo.

Após determinar o tipo apropriado de ventilador, um modelo com características técnicas ideais é selecionado.

A área de serviço, o local da instalação, o nível de ruído permitido, a umidade do ambiente e a necessidade de proteger o dispositivo contra objetos estranhos são levados em consideração

O princípio de operação de diferentes tipos de dispositivos

O principal critério para escolher um ventilador é seu dispositivo e princípio de operação. Os recursos do projeto e as nuances técnicas determinam a eficiência do dispositivo, o nível de ruído, a eficiência do trabalho e a possibilidade de seu uso em determinadas condições.

Montagem axial - ventilador clássico

O ventilador axial (axial) é amplamente utilizado em residências sistemas de ventilação de casas particulares, em exaustores de banheiro, em versões complexas de exaustão, como elemento de refrigeração para diversos equipamentos e eletrônicos, bem como em túneis de vento e motores turbofan no campo da aviação.

O design dos modelos é caracterizado pela facilidade de execução e pequenas dimensões. Os principais elementos: um corpo cilíndrico, uma roda com pás e um acionamento. O diâmetro interno do cilindro deve garantir uma rotação desobstruída do impulsor. O intervalo entre as lâminas e o corpo é limitado a 1,5% do comprimento da lâmina rotativa.

Para reduzir as perdas hidráulicas e melhorar as características aerodinâmicas, o design é complementado por um coletor, um difusor e uma carenagem nos dois lados do impulsor.

Princípio de ação: as pás rotativas capturam o ar e empurram-no ao longo do eixo do impulsor. O movimento do fluxo de ar na direção radial está quase ausente.O desempenho do equipamento é regulado pela rotação das pás.

Características distintivas dos modelos axiais:

• não exija uma grande área para instalação;
• consumo de energia econômico;
• baixo nível de ruído;
• simplicidade de operação e reparo;
• baixo custo

As vantagens de trabalhar e usar ventiladores axiais os tornaram amplamente populares na vida cotidiana. Modelos de carcaça para refrigeração de aparelhos elétricos e unidades axiais portáteis com uma grade são amplamente utilizados.

Para melhorar a troca de ar, ventiladores axiais com painel de parede são instalados em aberturas de parede e outras estruturas de suporte. Os dispositivos são capazes de funcionar de dois modos: sucção e injeção de ar

Modelo Centrífugo - Força e Alta Potência

Os ventiladores centrífugos (radiais) são altamente eficientes - as unidades são capazes de gerar altas pressões e operar em condições adversas. O design do equipamento inclui os seguintes elementos.

Corpo. A caixa do difusor é feita de chapa rebitada ou soldada. O corpo oco tem a forma de uma cóclea em espiral; o design prevê tubos de sucção e descarga. Para dar rigidez, o invólucro é reforçado com nervuras ou faixas transversais.

De cima, o "caracol" é fechado com uma caixa adicional ou revestido com painéis de absorção de ruído. Isso é necessário para reduzir o ruído durante a operação da unidade de ventilação.

Impulsor A lâmina do rotor consiste em dois discos, lâminas e um cubo.

O design da roda determina as condições para o uso do ventilador:

• sem disco - transporte de fluxos com componentes sólidos;
• disco único - o movimento do ar com baixo teor de frações sólidas;
• disco duplo - circulação de massas de ar puro em uma faixa de pressão diferente;
• três discos - fornecendo sucção bidirecional.

A roda é presa ao eixo por meio de cubos. As lâminas são fixadas nos discos e hubs.

Omoplatas. O desempenho e a eficiência da unidade como um todo dependem amplamente do formato das lâminas:

• asa aerodinâmica - fornece silencioso, um bom indicador de desempenho, a resistência do instrumento a altas temperaturas;
• traseira curvada - evita o acúmulo de poeira dentro do ventilador, adequado para operação em um ambiente com alta depressão;
• curvado para a frente - ventiladores com aletas “dianteiras” são projetados para trabalhar com um grande volume de ar e alta pressão, são resistentes à erosão;
• radial - instalações de tamanhos compactos com eficiência média, as guias do rotor são tratadas com uma composição protetora contra a erosão.

Nas rodas com pás "traseiras", a diferença entre os indicadores de pressão estática e total não é grande, portanto, seu nível de eficiência é alto. A eficiência chega a 80%.

Para a frente, as lâminas dobradas criam uma alta velocidade do ar na saída. A unidade mantém 60% de eficiência. Além disso, lâminas “frontais” - obtendo os parâmetros certos com dimensões menores do ventilador

Nas instalações centrífugas, o ar entra na direção axial e é empurrado para fora na direção radial. As massas de ar sob a ação de forças centrífugas se movem em um corpo cilíndrico.

Todo o processo pode ser dividido em várias etapas:

1. Quando a roda gira, o ar entre o espaço das lâminas corre para a borda do rotor.
2. Como resultado, uma zona de baixa pressão se forma no centro da roda. Isso leva à absorção de massas de ar do lado de fora.
3. No centro da câmara, os fluxos de ar mudam de direção axial para radial, entrando nos compartimentos entre as pás.
4. Devido à rápida rotação da massa de ar, corra para a parede interna da carcaça.
5. A energia cinética é parcialmente convertida em energia de compressão e a velocidade do ar diminui - um fluxo de ar é coletado dentro da “cóclea” e é gerada uma pressão excessiva.
6. A massa gasosa corre para o tubo de saída, entra na tubulação e depois na área de trabalho.

As unidades centrífugas são usadas em sistemas de suprimento e exaustão de grandes instalações, garagens, shopping centers e edifícios, onde é necessária uma ventilação poderosa e contínua.

As plantas radiais são usadas em indústrias perigosas para remover rapidamente o ar contaminado. Por exemplo, em oficinas de madeira ou metal, em oficinas de extração de fumaça e fumaça

Diagonal - combinação de ventilador axial e radial

O modelo diagonal é uma síntese de dois tipos de ventiladores: axial e centrífugo. O impulsor do dispositivo tem uma forma especial - a estrutura do impulsor se assemelha a um dispositivo de tambor em um ventilador radial. As pás do impulsor são paralelas ao eixo de rotação.

Os ventiladores combinados têm um corpo cilíndrico e se parecem mais com modelos axiais. No entanto, o princípio de operação é diferente devido às características de design do impulsor. O ar primeiro se move ao longo do eixo e depois muda de direção em 45 °.

Devido à injeção centrífuga, a vazão do ar aumenta, o que significa que a eficiência da unidade de ventilação também aumenta. O nível de eficiência dos modelos diagonais atinge 80%

A principal vantagem de um ventilador de tipo misto é conseguir um compromisso entre características de ruído, desempenho e dimensões do dispositivo.

Na maioria das vezes, as unidades axiais centrífugas são usadas como fãs do duto em pequenos e médios sistemas de ventilação com dutos longos. Eles são usados ​​como sistemas de exaustão e entradas em sistemas de pressão do tipo de suprimento.

Instalação tangencial - fluxo de ar uniforme

O ventilador tangencial (diametralmente) consiste em um corpo alongado, equipado com um difusor e um bico, e um impulsor do tipo tambor com pás inclinadas. Duas vezes o movimento do ar perpendicular ao eixo de rotação do cilindro.

A caixa do modelo diametral se assemelha a uma caixa de ventilador radial. A diferença é que, na unidade tangencial, o duto está localizado ao longo do painel lateral

Características distintivas dos dispositivos diamétricos:

• alto desempenho aerodinâmico;
• capacidade de fornecer fluxo uniforme;
• a capacidade de expandir o ventilador, escolhendo a direção do fluxo de ar;
• operação silenciosa;
• alta taxa de eficiência - até 60-70%.

Escopo: criação de cortinas de ar, ventiloconvectores e uso em sistemas divididos.

Ventilador sem ventilador - tecnologia inovadora

Os ventiladores domésticos sem ventilador apareceram no mercado doméstico de sistemas de ventilação há pouco tempo. Seu princípio de operação é fundamentalmente diferente das modificações acima.

A ação do dispositivo inovador baseia-se no desejo do meio de equalizar o equilíbrio entre as pressões externas e internas do dispositivo, bem como na tecnologia do "multiplicador de ar"

Componentes do dispositivo:

• uma moldura redonda ou oval projetada para atrair e liberar massas de ar;
• base para fixação da armação;
• mini turbina montada na base do ventilador;
• motor

O ventilador inovador funciona de acordo com este princípio:

1. Depois de ligar o motor, a turbina é acionada.
2. Girando, a turbina aspira ar através de perfurações no corpo base.
3. Sob a influência da turbulência, o ar acelera 15 vezes e sai através dos slots de saída localizados ao redor do perímetro do quadro.

O ar flui ao redor da superfície do anel e corre na direção certa.

Devido às propriedades aerodinâmicas do dispositivo de ventilação, o ar é aspirado para o fluxo de ar lateral e atrás da estrutura anular

Comparado aos modelos tradicionais lâminas sem ventilador tem várias vantagens:

• ajuste suave da intensidade do fluxo de ar;
• conveniência e segurança absoluta de uso;
• mudança na direção do ar ajustando a posição do anel;
• eficiência do trabalho - o consumo de energia elétrica é 20% menor em comparação com os modelos axiais.

As principais desvantagens do dispositivo: alto custo e alto nível de ruído.

Dependendo das condições de operação

Ao escolher um ventilador, é importante considerar as condições de uso. Para uso em um ambiente agressivo, instalações altamente especializadas foram desenvolvidas.

Unidades para uso em condições normais

Os ventiladores de uso geral são feitos de aço carbono.

Os dispositivos são permitidos para instalação sujeitos às condições operacionais obrigatórias:

• teor de poeira no ar para unidades radiais - não mais que 0,01 g / m3, para dispositivos axiais - até 0,01 g / m3;
• temperatura média - até + 50 ° C;
• falta de componentes explosivos quimicamente agressivos, fibras e partículas pegajosas no ar.

O meio de vapor de gás não deve provocar processos acelerados de corrosão; a taxa permitida de destruição de metais é de 0,1 mm por ano. Se a temperatura operacional subir acima do valor limite, a operação do motor, que geralmente está localizada no fluxo de massas de ar transportadas, se deteriora.

Existem ventiladores de uso geral em aço resistentes ao calor. A temperatura máxima da composição transportada é de até + 200 ° C. Os produtos nacionais estão marcados com as letras "Ж" e "Ж2"

Modelos de uso geral usados ​​em sistemas aquecimento de ar e ventilação de edifícios públicos, residenciais e industriais, bem como para outros fins sanitários.

Unidades de ventilação para fins especiais

Os fãs de finalidades especiais são geralmente divididos em cinco grupos:

• poeira;
• resistente ao calor;
• à prova de explosão;
• resistente à corrosão;
• remoção de fumaça.

Os agregados de poeira são usados ​​para limpar as massas de ar do pó e partículas de sujeira: serragem de madeira e metal, escória de solda, resíduos de grãos. O fluxo de ar que passa pelos bocais muda de direção axial para radial. Devido à força centrífuga, a taxa de fluxo de ar também muda.

Os dispositivos de poeira são feitos de latão, carbono ou aço inoxidável. A temperatura máxima do meio de trabalho é de + 80 ° C. Existem vários tipos de modelos: poeira, à prova de explosão e resistente ao calor

Os ventiladores de poeira radial de baixa potência são instalados em veículos que transportam trens de grãos. Dispositivos de alta pressão são usados ​​em grandes salas de produção.

As unidades resistentes ao calor são projetadas para mover o ar cuja temperatura excede + 80 ° C.

Devido a condições operacionais adversas, os ventiladores devem ter características especiais:

• isolamento térmico do motor elétrico e sua remoção além do fluxo de ar;
• alto nível de proteção do motor - IP44 e superior;
• fabricação de elementos estruturais a partir de materiais resistentes ao calor (poliamida resistente ao calor, liga de alumínio, aço inoxidável ou aço carbono);
• ampla faixa de temperaturas operacionais.

Ventiladores resistentes ao calor são usados ​​no arranjo sistemas de ventilação para banheira e saunas, remoção do ar de exaustão a alta temperatura de uma lareira ou fogão, remoção de produtos de combustão dos locais de produção.

As unidades resistentes ao calor podem ter execução axial ou radial. Na maioria das vezes, ventiladores de alta temperatura são usados ​​em dutos de ventilação, mas há modificações que são montadas sem dutos

O equipamento de ventilação à prova de explosão foi projetado para a remoção de misturas de gases explosivos. Esta categoria inclui composições nas quais, após a ignição da menor partícula, inflama todo o volume restante de gás.

Os requisitos de proteção contra explosão para equipamentos elétricos são regulados pelas diretrizes da ATEX EC.Dependendo do grau de risco de explosão das zonas, as unidades de ventilação podem ser protegidas:

• enchimento de quartzo ou óleo das conchas das partes condutoras;
• vedação composta - material polimérico;
• revestimentos à prova de fogo.

Aço inoxidável, ligas de alumínio e grupos de materiais diferentes são aço inoxidável, latão, bronze e plástico eletricamente condutor.

Materiais diferentes são combinados de forma que uma faísca não possa ocorrer com impacto ou atrito

Os ventiladores resistentes à corrosão são projetados para transportar misturas agressivas não explosivas de ar e gás com baixo teor de poeira, além da ausência de componentes fibrosos e pegajosos.

Materiais para a fabricação de partes do dispositivo: ligas de titânio, polipropileno, plástico vinílico. Como alternativa, os elementos de trabalho são pulverizados com um revestimento anticorrosivo - aço 08X13 resistente à corrosão ou liga de titânio.

Âmbito dos ventiladores "anti-ferrugem":

• metalurgia ferrosa;
• linhas de produção de fertilizantes minerais;
• produção de carbono;
• suprimento de ar para caldeiras com composição de ebulição;
• organização da circulação de vapor de água com impurezas de fenol, álcalis e sulfeto de hidrogênio;
• linhas de coquerias.

Os exaustores de fumaça são instalações refratárias poderosas incorporadas ao sistema de ventilação de um edifício e que trabalham para soprar fumaça da sala. As unidades estão sujeitas a altos requisitos técnicos.

Em caso de incêndio, o ventilador deve operar sem parar por 2 horas a uma temperatura de ar soprado até + 400 ° C. Quando a temperatura sobe para + 600 ° C - até 1 hora

Escopo - sistemas de ventilação de fumaça para edifícios para diversos fins. Os "exaustores de fumaça" são instalados no teto da sala usando o flange de montagem e são conectados aos dutos de exaustão de fumaça.

Dependendo do design do ventilador, é possível emitir fumaça de dois ou quatro lados na direção horizontal ou vertical. É fornecida a possibilidade de funcionamento das unidades no modo de ventilação geral em casa.

Tipos de ventiladores por método de instalação

Conforme indicado acima, de acordo com o método de instalação, os dispositivos de ventilação são divididos em 4 grupos: padrão, teto, duto e multizona.

Os ventiladores convencionais geralmente vêm com uma estrutura de suporte ou suporte. Sua instalação não causa nenhuma dificuldade.

As unidades de telhado são instaladas no telhado do edifício e agem como o elo final no sistema de ventilação do edifício. Esses ventiladores são expostos a fatores externos negativos (chuva, neve, rajadas de vento), portanto, são feitos de materiais especialmente duráveis. Quase todos os modelos estão equipados com um cone de proteção para impedir o entupimento da caixa.

Os dispositivos de ventilação do teto operam de acordo com um princípio axial ou centrífugo. A primeira opção é frequentemente usada em ambientes normais e a segunda empoeirada e agressiva

Ao escolher um ventilador de teto, leve em consideração as especificidades das instalações a serem equipadas. Por exemplo, um modelo com baixo nível de ruído é selecionado para um jardim de infância, hospital ou escola. Para o salão de produção, a energia do equipamento é uma prioridade.

As unidades de ventilação com dutos estão localizadas nos dutos de ventilação e extraem e fornecem ar através do sistema de dutos. O design dos ventiladores do duto geralmente é do tipo diagonal ou radial, menos frequentemente do tipo axial.

A escolha do dispositivo é realizada com referência ao formato do duto. São produzidas unidades para eixos redondos, quadrados e retangulares.

Os ventiladores retangulares ou quadrados são feitos de metal, redondo - de plástico. O invólucro de metal é durável e durável, enquanto o invólucro de plástico é menos barulhento

As unidades de ventilação de várias zonas estão equipadas com um compartimento que permite conectar vários dutos de sucção provenientes de diferentes zonas. Esses ventiladores são indispensáveis ​​em salas onde é necessário equipar o exaustor em salas diferentes, e existe apenas um duto de exaustão.

As unidades multicanais permitem otimizar o complexo de dutos de ar, reduzir os custos de capital e a complexidade do trabalho para equipar o sistema de ventilação em casa

Um benefício adicional é a operação simplificada. É necessário atender um, mas não vários fãs.

Variedades de modelos de ventilação doméstica

Os fãs domésticos são classificados ainda por local.

Janela O dispositivo é montado em uma janela ou parede perto da janela, não há duto de ar. Esse equipamento é usado principalmente em instituições públicas: cafés, cabeleireiros, etc. O toque automático nas janelas de PVC instaladas é problemático.

Os ventiladores das janelas são feitos com um perfil redondo e quadrado. Alguns modelos estão equipados com uma válvula de retenção para impedir a entrada de poeira na carcaça.

Utensílios de cozinha. Remova os vapores e vários odores que ocorrem durante o cozimento. O ventilador é montado diretamente no exaustor. Com base no design, existem capuzes planos, abobadados e embutidos. Os ventiladores de cozinha devem ser resistentes ao calor e ter uma malha de proteção externa.

Equipamento para o banheiro. Para aumentar a eficiência do escapamento ventilação do banheiro e do banheiro ventiladores de parede e teto são usados. As unidades compactas são econômicas e fáceis de instalar.

A parte interna da caixa é colocada no duto de ventilação e a parte externa se projeta e fecha com uma grade de ventilação. No banheiro, é aconselhável usar um ventilador com sensor de água

Independentemente do tipo de ventilador selecionado, atenção especial deve ser dada à identificação do dispositivo, ou seja, ao grau de proteção IP. O padrão IP caracteriza a segurança do equipamento em um ambiente não agressivo.

O primeiro dígito tem um valor na faixa de 0 a 6 e indica o nível de proteção contra a penetração de objetos estranhos, poeira e contato com as mãos

O nível de proteção contra a umidade que entra no gabinete é indicado pelo segundo dígito da marcação.

Alta probabilidade de penetração de água em dispositivos com o valor "0". Eles são permitidos para instalação apenas em salas "secas". O mais alto grau de proteção "8" garante a segurança do ventilador quando completamente imerso em água

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo nº 1. O princípio de operação e vantagens competitivas de um ventilador sem pás:

Vídeo # 2. O dispositivo do ventilador centrífugo VTsUN:

Vídeo nº 3. Projeto do duto do ventilador redondo:

O design do modelo e as características técnicas e operacionais dos ventiladores permitem escolher o melhor equipamento para uso doméstico e industrial. O design das unidades de ventilação é constantemente aprimorado, adaptando-se às necessidades dos clientes.

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