Tipuri de ventilatoare: clasificarea, scopul și principiul funcționării lor

Un ventilator este baza oricărui sistem de ventilație artificială. Dispozitivul este utilizat pe scară largă în viața de zi cu zi și este indispensabil în multe domenii ale vieții umane. Când planificați o achiziție de echipamente de ventilație, trebuie să înțelegeți specificul dispozitivului și acțiunii sale.

Articolul prezentat pentru familiarizare descrie în detaliu tipurile de ventilatoare, caracteristicile lor de proiectare, principiile de funcționare și scopul fiecărei unități. Vă vom spune despre domeniile prioritare pentru alegerea modelului potrivit. Aici veți învăța cum să selectați un dispozitiv în funcție de condițiile de operare.

Clasificarea ventilatorului după parametrii principali

Ventilatoare - dispozitive mecanice concepute pentru a muta, furniza sau a eșua masele de aer și gaz. Circulația aerului se datorează diferenței de presiune dintre canalul de intrare și ieșire al unității de ventilație.

Ventilatoarele sunt folosite peste tot. Aparate indispensabile în aranjament complex de ventilație de alimentare și evacuare clădiri, elemente de lucru în aer condiționat și dispozitive de încălzire.

Ventilatoarele sunt proiectate să funcționeze cu gaze, al căror raport de compresie nu depășește 1,15. În acest caz, diferența dintre indicatorii de presiune la intrare / ieșire este limitată la 15 kPa - la o rată mai mare, se utilizează un compresor

Clasificarea generală a unităților de ventilație se bazează pe diverși parametri.

Printre principalele criterii de gradare se numără:

• proiectarea și funcționarea dispozitivului;
• scopul și condițiile de funcționare a ventilatorului;
• metoda de instalare;
• metode de conectare a dispozitivului la un motor electric;
• caracteristici tehnice: grad de protecție IP, presiune generată, consum de energie, viteză, eficiență și nivel de presiune acustică.

Cinci tipuri de ventilatoare se disting prin tipul de proiectare: axial, centrifugal, diagonală, diametrală și fără cusur.

Unitățile diagonale și diametrale sunt considerate o varietate de două grupe principale de unități de ventilație: axială și centrifugă. Noile produse fără cheie sunt fundamental diferite de omologii lor

Pe baza condițiilor de funcționare, următoarele tipuri de mașini de suflare a gazului sunt împărțite:

• dispozitive de uz general;
• fani cu scop special

Primul grup include unități concepute pentru a lucra cu aer și fluxuri de gaz inactive, a căror temperatură nu depășește + 50 ° С. Al doilea grup include echipamente speciale: rezistent la căldură, rezistent la explozie, rezistent la praf, rezistent la coroziune și la eliminarea fumului.

Conform metodei de instalare, ei disting:

• standard - instalarea se realizează pe un suport;
• acoperiș - instalație pe acoperișul clădirii;
• conductă - plasată în interiorul conductei de ventilație;
• multizone - modele concepute pentru a se conecta la mai multe canale de aer.

Motoarele electrice sunt utilizate ca acționare a unității de ventilație.

Există mai multe moduri de a cupla motorul cu rotorul:

• conexiune directa;
• Transmisie cu curea în V
• cuplaj continuu

După determinarea tipului adecvat de ventilator, este selectat un model cu caracteristici tehnice optime.

Sunt luate în considerare zona de servicii, locația de instalare, nivelul de zgomot admis, umiditatea camerei, necesitatea protejării dispozitivului împotriva obiectelor străine

Principiul funcționării diferitelor tipuri de dispozitive

Principalul criteriu pentru alegerea unui ventilator este dispozitivul și principiul de funcționare al acestuia. Caracteristicile de proiectare și nuanțele tehnice determină eficiența dispozitivului, nivelul de zgomot, eficiența lucrării și posibilitatea utilizării acestuia în anumite condiții.

Ansamblu axial - ventilator clasic

Ventilatorul axial (axial) este utilizat pe scară largă în gospodărie sisteme de ventilație ale caselor private, în hote de baie, în versiuni de evacuare complexe, ca element de răcire pentru diverse echipamente și electronice, precum și în tunelurile eoliene și motoarele turbofan din domeniul aviației.

Designul modelelor se caracterizează prin ușurință de execuție și dimensiuni reduse. Elementele principale: un corp cilindric, o roată cu lame și o tracțiune. Diametrul interior al cilindrului trebuie să asigure rotirea neobstrucționată a rotorului. Intervalul dintre lame și corp este limitat la 1,5% din lungimea lamei rotative.

Pentru a reduce pierderile hidraulice și pentru a îmbunătăți caracteristicile aerodinamice, proiectarea este completată de un colector, un difuzor și o cară pe ambele părți ale rotorului

Principiul acțiunii: lamele rotative captează aerul și îl împing de-a lungul axei rotorului. Mișcarea fluxurilor de aer în direcția radială este aproape absentă.Performanța echipamentului este reglată de rotația lamelor.

Caracteristici distinctive ale modelelor axiale:

• nu necesită o suprafață mare pentru instalare;
• consum economic de energie;
• nivel scăzut de zgomot;
• simplitatea operației și reparației;
• cost redus

Avantajele de a lucra și de a folosi ventilatoarele axiale le-au făcut pe larg răspândite în viața de zi cu zi. Modelele de carcase pentru răcirea aparatelor electrice și a unităților axiale portabile cu grătar sunt utilizate pe scară largă.

Pentru a îmbunătăți schimbul de aer, ventilatoarele axiale cu un panou de perete sunt instalate în deschideri de perete și alte structuri de sprijin. Dispozitivele pot funcționa în două moduri: aspirarea aerului și injecția de aer

Model centrifugal - rezistență și putere mare

Ventilatoarele centrifuge (radiale) sunt extrem de eficiente - unitățile sunt capabile să genereze presiuni mari și să funcționeze în condiții dure. Proiectarea echipamentului include următoarele elemente.

Locuințe. Carcasa difuzorului este realizată din tablă nituită sau sudată. Corpul gol are o formă spirală de cohleă, designul asigură aspirarea și evacuarea conductelor. Pentru a da rigiditate, carcasa este consolidată cu bandă sau benzi transversale.

De sus, „melcul” este închis cu o cutie suplimentară sau acoperit cu panouri absorbante de zgomot. Acest lucru este necesar pentru a reduce zgomotul în timpul funcționării unității de ventilație.

Rotorul. Lama rotorului este formată din două discuri, lame și butuc.

Proiectarea roții determină condițiile de utilizare a ventilatorului:

• fără disc - transportul fluxurilor cu componente solide;
• single-disc - mișcarea aerului cu un conținut scăzut de fracții solide;
• dublu disc - circulația maselor de aer pur într-un interval de presiune diferit;
• cu trei discuri - oferind aspirație în două sensuri.

Roata este fixată pe arbore cu ajutorul butucurilor. Lamele sunt fixate pe discuri și butucuri.

Lame de umeri. Performanța și eficiența unității în ansamblu depind în mare măsură de forma lamelor:

• aripa aerodinamică - oferă zgomot, un indicator de performanță bun, rezistența instrumentului la temperaturi ridicate;
• spate curbat - previne acumularea de praf în interiorul ventilatorului, potrivit pentru funcționarea într-un mediu cu depresie ridicată;
• curbat înainte - ventilatoarele cu aripioare „frontale” sunt proiectate să lucreze cu un volum mare de aer și presiune ridicată, sunt rezistente la eroziune;
• radiale - instalații de dimensiuni compacte cu eficiență medie, ghidajele rotorului sunt tratate cu o compoziție de protecție împotriva eroziunii.

La roțile cu lame "spate", diferența dintre indicatorii statici și presiunea totală nu este mare, prin urmare, nivelul lor de eficiență este mare. Eficiența ajunge la 80%.

Înainte, lamele îndoite creează o viteză mare a aerului la ieșire. Unitatea păstrează 60% eficiență. În plus, lamele „față” - obținerea parametrilor potriviți cu dimensiuni mai mici ale ventilatorului

În plantele centrifuge, aerul intră în direcția axială, este împins în direcția radială. Masele de aer sub acțiunea forțelor centrifuge se mișcă într-un corp cilindric.

Întregul proces poate fi împărțit în mai multe etape:

1. Când roata se rotește, aerul dintre spațiul lamelor se îndreaptă spre marginea rotorului.
2. Drept urmare, în centrul roții se formează o zonă de joasă presiune. Aceasta duce la absorbția aerului din exterior.
3. În centrul camerei, fluxurile de aer schimbă direcția de la axial la radial, intrând în compartimentele dintre lame.
4. Datorită rotației rapide a masei de aer în grabă la peretele interior al carcasei.
5. Energia cinetică este parțial transformată în energie de compresie și viteza aerului scade - un flux de aer este colectat în interiorul „cohleei” și este generată excesul de presiune.
6. Masa gazoasă se îndreaptă spre conducta de ieșire, intră în conductă, apoi în zona de lucru.

Unitățile centrifuge sunt utilizate în sistemele de alimentare și evacuare a spațiilor mari, garaje, centre comerciale și clădiri, unde este necesară o ventilație puternică continuă.

Plantele radiale sunt utilizate în industriile periculoase pentru a îndepărta rapid aerul contaminat. De exemplu, în atelierele din lemn sau metal, în atelierele pentru extragerea fumului și a fumului dăunător

Diagonala - combinație de ventilator axial și radial

Modelul în diagonală este o sinteză a două tipuri de ventilatoare: axial și centrifugal. Rotorul dispozitivului are o formă specială - structura rotorului seamănă cu un dispozitiv cu tambur într-un ventilator radial. Lamele rotorului sunt paralele cu axa de rotație.

Ventilatoarele combinate au un corp cilindric și arată mai mult ca modele axiale. Cu toate acestea, principiul funcționării este diferit datorită caracteristicilor de proiectare ale rotorului. În primul rând, aerul se mișcă de-a lungul axei și apoi își schimbă direcția cu 45 °.

Datorită injecției centrifuge, debitul de aer crește, ceea ce înseamnă că crește și eficiența unității de ventilație. Nivelul de eficiență al modelelor în diagonală atinge 80%

Avantajul principal al unui ventilator de tip mixt este de a realiza un compromis între caracteristicile zgomotului, performanța și dimensiunile dispozitivului.

Cel mai adesea se folosesc ca unități axiale centrifugale ventilatoare de conducte în sisteme de ventilație mici și medii cu conducte lungi. Sunt utilizate ca sisteme de evacuare și de admisie în sisteme sub presiune de tip alimentare.

Instalare tangențială - debit uniform de aer

Ventilatorul tangențial (diametral) este format dintr-un corp alungit echipat cu un difuzor și o duză și un rotor tip tambur cu lame înclinate. De două ori mișcarea aerului perpendicular pe axa de rotație a cilindrului.

Carcasa modelului diametral seamănă cu cazul unui ventilator radial. Diferența este că în unitatea tangențială, conducta este amplasată de-a lungul panoului lateral

Caracteristici distinctive ale dispozitivelor diametrale:

• performanță aerodinamică ridicată;
• capacitatea de a furniza un flux uniform;
• capacitatea de a extinde ventilatorul, alegând direcția fluxului de aer;
• operație silențioasă;
• rata mare de eficiență - până la 60-70%.

Domeniul de aplicare: crearea de perdele de aer, ventilatoare și utilizare în sisteme despărțite.

Fanless fan - tehnologie inovatoare

Ventilatoare fără gospodărie au apărut pe piața internă a sistemelor de ventilație nu atât de mult timp în urmă. Principiul lor de funcționare este fundamental diferit de modificările de mai sus.

Acțiunea dispozitivului inovator se bazează pe dorința mediului de a egaliza echilibrul dintre presiunile din exterior și din interiorul dispozitivului, precum și pe tehnologia „multiplicatorului de aer”

Componentele dispozitivului:

• un cadru rotund sau oval conceput pentru a atrage și elibera masele de aer;
• bază pentru fixarea cadrului;
• mini-turbină montată în baza ventilatorului;
• cu motor.

Ventilatorul inovator funcționează după acest principiu:

1. După pornirea motorului, turbina este condusă.
2. Rotind, turbina atrage aer prin perforații în corpul de bază.
3. Sub influența turbulenței, aerul accelerează de 15 ori și iese prin fante de ieșire situate în jurul perimetrului cadrului.

Aerul curge în jurul suprafeței inelului și se grăbește în direcția corectă.

Datorită proprietăților aerodinamice ale dispozitivului de ventilație, aerul este atras în fluxul de aer din lateral și din spatele cadrului inelar

Comparativ cu modelele tradiționale lame fara fani prezintă mai multe avantaje:

• ajustarea lină a intensității fluxului de aer;
• comoditatea și siguranța absolută a utilizării;
• schimbarea direcției aerului prin reglarea poziției inelului;
• eficiența muncii - consumul de energie electrică este cu 20% mai mic în comparație cu modelele axiale.

Principalele dezavantaje ale dispozitivului: cost ridicat și nivel ridicat de zgomot.

În funcție de condițiile de funcționare

Atunci când alegeți un ventilator, este important să luați în considerare condițiile de utilizare a acestuia. Pentru utilizare într-un mediu agresiv, au fost dezvoltate instalații extrem de specializate.

Unități de utilizare în condiții normale

Ventilatoarele de uz general sunt fabricate din oțel carbon.

Dispozitivele sunt permise pentru instalare sub rezerva condițiilor de funcționare obligatorii:

• conținut de praf în aer pentru unitățile radiale - nu mai mult de 0,01 g / m3, pentru dispozitivele axiale - până la 0,01 g / m3;
• temperatura medie - până la + 50 ° С;
• lipsa de componente chimice agresive, explozive, fibre și particule lipicioase în aer.

Mediul cu vapori de gaz nu trebuie să provoace procese de coroziune accelerată, rata admisibilă de distrugere a metalelor este de 0,1 mm pe an. Dacă temperatura de funcționare crește peste valoarea limită, funcționarea motorului, care este de obicei situată în fluxul maselor de aer transportate, se deteriorează.

Există ventilatoare de uz general rezistente la căldură din oțel. Temperatura maximă a compoziției transportate este de până la + 200 ° С. Produsele interne sunt marcate cu literele „Ж” și „Ж2”

Modele de uz general utilizate în sisteme încălzire cu aer și ventilația clădirilor publice, rezidențiale și industriale, precum și în alte scopuri sanitare.

Unități de ventilație cu scop special

Fanii cu scop special sunt împărțiți de obicei în cinci grupuri:

• praf;
• rezistent la căldură;
• rezistență la explozie;
• rezistent la coroziune;
• eliminarea fumului.

Agregatele de praf sunt utilizate pentru curățarea maselor de aer de praf și particule de murdărie: rumeguș de lemn și metal, zgură de sudare, deșeuri de cereale. Fluxul de aer care trece prin duze își schimbă direcția de la axial la radial. Datorită forței centrifuge, debitul de aer se modifică și el.

Dispozitivele de praf sunt fabricate din alamă, carbon sau oțel inoxidabil. Temperatura maximă a mediului de lucru este de + 80 ° C. Există tipuri mixte de modele: praf, rezistent la explozie și rezistent la căldură

Ventilatoare radiale de praf cu putere redusă sunt instalate pe vehiculele care transportă trenuri de cereale. Dispozitivele de înaltă presiune sunt utilizate în sălile mari de producție.

Unitățile rezistente la căldură sunt proiectate pentru a muta aerul a cărui temperatură depășește + 80 ° C.

Datorită condițiilor de operare dure, fanii trebuie să aibă caracteristici speciale:

• izolarea termică a motorului electric și îndepărtarea acestuia dincolo de fluxul de aer;
• nivel ridicat de protecție a motorului - IP44 și mai mare;
• fabricarea de elemente structurale din materiale rezistente la căldură (poliamidă termorezistentă, aliaj de aluminiu, oțel inoxidabil sau carbon);
• o gamă largă de temperaturi de funcționare.

În aranjament sunt utilizate ventilatoare rezistente la căldură sisteme de ventilație pentru cadă și saune, îndepărtarea aerului de evacuare la temperatură înaltă dintr-un șemineu sau aragaz, îndepărtarea produselor de ardere din locurile de producție.

Unitățile rezistente la căldură pot avea execuție axială sau radială. Cel mai adesea, ventilatoarele de temperatură înaltă sunt utilizate în conductele de ventilație, dar există modificări care sunt montate fără conducte

Echipamentele de ventilație rezistente la explozii sunt proiectate pentru îndepărtarea amestecurilor de gaze explozive. Această categorie include compoziții în care, la aprinderea celei mai mici particule, se aprinde întregul volum rămas de gaz.

Cerințele de protecție împotriva exploziilor pentru echipamentele electrice sunt reglementate de directivele ATEX CE.În funcție de gradul de pericol de explozie al zonelor, unitățile de ventilație pot fi protejate:

• umplutură de cuarț sau ulei a cojilor părților conductoare;
• etanșare compus - material polimeric;
• acoperiri ignifuge

Oțel inoxidabil, aliaje de aluminiu și grupuri de materiale diferite sunt oțel inoxidabil, alamă, bronz și plastic conductiv electric.

Materialele diferite sunt combinate în așa fel încât o scânteie să nu poată apărea la impact sau frecare

Ventilatoare rezistente la coroziune sunt concepute pentru a transporta amestecuri de aer-gaz agresive neexplosive cu un conținut scăzut de praf, precum și absența componentelor fibroase și lipicioase.

Materiale pentru fabricarea pieselor dispozitivului: aliaje de titan, polipropilenă, plastic vinilic. În mod alternativ, elementele de lucru sunt pulverizate cu un strat anti-coroziune - oțel rezistent la coroziune 08X13 sau aliaj de titan.

Domeniul de aplicare a fanilor „anti-ruginire”:

• metalurgia feroasă;
• linii de producție de îngrășăminte minerale;
• producția de carbon;
• alimentarea cu aer la cazane cu compoziție de fierbere;
• organizarea circulației vaporilor de apă cu impuritățile fenolului, alcalinului și hidrogenului sulfurat;
• linii de plante de cocs.

Ventilatoarele de evacuare a fumului sunt instalații refractare puternice care sunt încorporate în sistemul de ventilație al clădirii și funcționează prin suflarea fumului din încăpere. Unitățile sunt supuse unor cerințe tehnice ridicate.

În caz de incendiu, ventilatorul trebuie să funcționeze non-stop timp de 2 ore la o temperatură a aerului suflat până la + 400 ° С. Când temperatura crește la + 600 ° C - până la 1 oră

Domeniu de aplicare - sisteme de ventilație a fumului pentru clădiri în diverse scopuri. "Exhausters fum" sunt instalate pe acoperișul camerei folosind flanșa de montare și sunt conectate la conductele de evacuare a fumului.

În funcție de designul ventilatorului, se poate emite fum pe două sau patru fețe în direcția orizontală sau verticală. Este oferită posibilitatea funcționării unităților în modul de ventilație generală la domiciliu.

Tipuri de ventilatoare după metoda de instalare

Așa cum s-a indicat mai sus, conform metodei de instalare, dispozitivele de ventilație sunt împărțite în 4 grupuri: standard, acoperiș, conductă și multi-zonă.

Ventilatoarele convenționale vin de obicei cu un cadru sau un suport. Instalarea lor nu provoacă dificultăți.

Unitățile de acoperiș sunt instalate pe acoperișul clădirii și acționează ca veriga finală în sistemul de ventilație al clădirii. Astfel de ventilatoare sunt expuse unor factori externi negativi (ploaie, zăpadă, rafale), de aceea sunt confecționate din materiale deosebit de durabile. Aproape toate modelele sunt echipate cu un con de protecție pentru a preveni blocarea carcasei.

Dispozitivele de ventilație ale acoperișului funcționează pe un principiu axial sau centrifugal. Prima opțiune este adesea folosită pentru medii normale, iar a doua pentru cele prăfuite și agresive

Atunci când alegeți un ventilator de acoperiș, luați în considerare specificul spațiilor care urmează să fie echipate. De exemplu, un model cu un nivel scăzut de zgomot este selectat pentru o grădiniță, spital sau școală. Pentru sala de producție, energia echipamentului este o prioritate.

Unitățile de ventilație cu conductă sunt amplasate în conductele de ventilație și extrag și furnizează aer prin sistemul de conducte. Proiectarea ventilatoarelor de conductă este de obicei de tip diagonală sau radială, mai puțin adesea una axială.

Alegerea dispozitivului se realizează cu referire la forma conductei. Sunt produse unități pentru arbori rotunzi, pătrați și dreptunghiulari.

Ventilatoarele tubulare dreptunghiulare sau pătrate sunt confecționate din metal rotund - din plastic. Carcasa metalică este rezistentă și durabilă, în timp ce carcasa din plastic este mai puțin zgomotoasă

Unitățile de ventilație multizone sunt echipate cu o carcasă care vă permite să conectați mai multe conducte de aspirație care provin din zone diferite. Astfel de ventilatoare sunt indispensabile în încăperile în care este necesară dotarea hotei în diferite încăperi și există o singură conductă de evacuare.

Unitățile multicanal vă permit să optimizați complexul de conducte de aer, să reduceți costurile de capital și complexitatea lucrărilor pentru a echipa sistemul de ventilație acasă

Un beneficiu suplimentar este operațiunea simplificată. Este necesar să reparați unul, dar nu mai mulți fani.

Soiuri de modele de ventilație casnică

Fanii casnici sunt clasificați în continuare în funcție de locație.

Fereastra. Dispozitivul este montat într-o fereastră sau perete lângă fereastră, nu există o conductă de aer. Astfel de echipamente sunt utilizate mai ales în instituțiile publice: cafenele, coafoare etc. Autodoblarea în ferestrele din PVC instalate este problematică.

Ventilatoarele ferestrei sunt realizate cu un profil rotund și pătrat. Unele modele sunt echipate cu o supapă de control pentru a preveni pătrunderea prafului în carcasă.

Bucătărie. Eliminați vaporii și mirosurile diverse care apar în timpul gătitului. Ventilatorul este montat direct în hota de evacuare. Pe baza designului, există hote plate, cu cupole și încorporate. Ventilatoarele de bucătărie trebuie să fie rezistente la căldură și să aibă o plasă de protecție exterioară.

Echipament pentru baie. Pentru a crește eficiența evacuării toaleta si ventilatie la baie sunt utilizate ventilatoare de perete și de tavan. Unitățile compacte sunt economice și ușor de instalat.

Partea interioară a carcasei este plasată în conducta de ventilație, iar exteriorul iese și se închide cu un grătar de ventilație. În baie, se recomandă utilizarea unui ventilator cu senzor de apă

Indiferent de tipul de ventilator selectat, trebuie acordată o atenție deosebită etichetării dispozitivului, respectiv a gradului de protecție IP. Standardul IP caracterizează securitatea echipamentelor într-un mediu neagresiv.

Prima cifră are o valoare în intervalul 0-6 și indică nivelul de protecție împotriva pătrunderii obiectelor străine, a prafului și a contactului cu mâinile

Nivelul de protecție împotriva umidității care intră în incintă este indicat prin a doua cifră a marcajului.

Probabilitate mare de pătrundere a apei în dispozitive cu o valoare de "0". Sunt admise pentru instalare numai în camerele „uscate”. Cel mai înalt grad de protecție „8” garantează siguranța ventilatorului atunci când este cufundat complet în apă

Concluzii și video util pe această temă

Video # 1. Principiul de funcționare și avantajele competitive ale unui ventilator fără cusur:

Video # 2. Dispozitivul ventilatorului centrifugal VTsUN:

Video # 3. Design rotund de conducte de ventilator:

Modelul de design și caracteristicile tehnice și operaționale ale ventilatoarelor vă permit să alegeți cele mai bune echipamente atât pentru uz casnic, cât și pentru uz industrial. Proiectarea unităților de ventilație este în continuă îmbunătățire, adaptându-se nevoilor clienților.

Aveți întrebări în procesul de cunoaștere a articolului? Doriți să ne spuneți despre nuanțele care sunt utile în alegerea echipamentelor? Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos.