Ventilateur centrifuge: spécificités de l'appareil et principe de fonctionnement de l'appareil

Avec le développement du secteur industriel, un grand nombre de processus technologiques ont nécessité un apport d'air forcé. La sphère des ménages ne restait pas à l'écart. Certains types de communications nécessitent un apport régulier d'air frais.

Une solution élégante à ce problème était un ventilateur centrifuge, qui est capable de pomper de manière autonome la quantité requise de masse d'air. Mais comment ça marche et comment ça marche? Nous analyserons ces problèmes en détail dans notre article.

Considérez les caractéristiques de conception de l'appareil, ses capacités, sa portée, les meilleurs fabricants, dont les produits sont présentés sur le marché. Nous donnons également des recommandations sur le choix du bon modèle de ventilateur.

L'essence du ventilateur soufflant et du vide

Le ventilateur est une structure mécanique qui est capable de traiter l'écoulement du mélange gaz-air en augmentant son énergie spécifique pour un mouvement ultérieur.

Une telle architecture de l'unité permet de créer l'effet d'injection ou de raréfaction du gaz de travail dans l'espace par une augmentation ou une diminution de la pression, respectivement (mécanisme de conversion d'énergie).

Par pression de gaz, nous comprenons le processus sans fin de mouvement aléatoire des molécules de gaz qui, lorsqu'elles frappent les parois d'un espace confiné, créent une pression sur elles.

Par conséquent, plus la vitesse de ces molécules est élevée, plus il y a de chocs et plus la pression est élevée. La pression du gaz est l'une des principales caractéristiques du gaz.

D'un autre côté, tout gaz a deux autres paramètres: le volume et la température. Volume - la quantité d'espace que le gaz a rempli. La température du gaz est une caractéristique thermodynamique qui relie la vitesse des molécules et la pression qu'elles génèrent.

Sur ces «trois piliers» se trouve la théorie moléculaire-cinétique, qui est la base de la description de tous les processus associés au traitement des gaz et des mélanges de gaz.

Le processus d'injection est une concentration forcée de molécules dans un espace confiné dépassant une certaine norme. Par exemple, la pression atmosphérique généralement acceptée à la surface de la Terre est d'environ 100 kPa (10⁵ kilo Pascals) ou 760 mmHg. Art. (millimètres de mercure).

Avec l'augmentation de la hauteur au-dessus de la surface de la Terre, la pression diminue, l'air se raréfie.

Pression atmosphérique - le poids de la colonne d'air par rapport à la surface sur laquelle elle se trouve. Pas la masse, à savoir le poids P = mg. Elle est mesurée par un baromètre, les autres types de pression sont déterminés par un manomètre

La raréfaction est le processus inverse d'injection, au cours duquel les molécules quittent le système fermé. Le volume reste le même, mais le nombre de molécules diminue plusieurs fois, donc la pression diminue.

L'effet de décharge est nécessaire pour le mouvement forcé de l'air. Une variante du mouvement de l'air par effet de raréfaction est possible: pour rétablir l'équilibre de pression dans tout le système, les molécules passent d'une région de molécules plus concentrée à une région moins concentrée.

De cette façon, les molécules de gaz se déplacent.

Pour déterminer le débit d'air à l'extérieur ou à l'intérieur du bâtiment, un outil spécial est souvent utilisé - un anémomètre. Un appareil indispensable pour la conception de systèmes de ventilation

Il existe différentes configurations de systèmes de ventilation, mais ils peuvent être conditionnellement divisés en plusieurs classes selon certains paramètres:

1. Sur rendez-vous. Il y a des fans à usage général et spécial. Les ventilateurs sont utilisés pour le mouvement normal du gaz. Des ventilateurs spéciaux sont utilisés pour le transport pneumatique, le transport de mélanges de gaz agressifs et explosifs.
2. Par vitesse. Il existe des vitesses spécifiques petites, moyennes et élevées de la roue avec des lames.
3. Par plage de pression. Systèmes connus pour générer une pression basse (jusqu'à 1 kPa), moyenne (1-3 kPa), élevée (plus de 3 kPa).

Certains processus industriels et domestiques utilisant des soufflantes se produisent dans des conditions environnementales extrêmes, de sorte que les exigences pertinentes sont avancées pour l'équipement.

Ainsi, nous pouvons parler d'unités poussières, résistantes à l'humidité, résistantes à la chaleur, résistantes à la corrosion, antidéflagrantes et aux dispositifs pour éliminer la fumée et aux ventilateurs conventionnels.

Les informations sur les types de ventilateurs sont discutées en détail dans un autre notre article.

Conception du ventilateur centrifuge

Le système de conception centrifuge est un mécanisme de pression avec une architecture radiale, capable de générer une pression de n'importe quelle plage.

Il est destiné au transport de gaz mono et polyatomiques, y compris des composés chimiquement «agressifs».

La conception est «plaquée» avec un boîtier en métal / plastique, appelé boîtier de protection. La coque protège la chambre intérieure de la poussière, de l'humidité et d'autres substances qui peuvent nuire au fonctionnement de l'unité.

Un produit de ventilation de haute qualité a toujours une certaine classe de protection. Le degré de protection de la coque (Ingress Protection) est une norme internationale unique pour la qualité des produits, qui détermine le niveau de protection de l'équipement contre les influences environnementales.

Un ventilateur de type radial développe une pression nettement plus élevée que la version axiale. Cela est dû au message de la partie de l'énergie qui est entrée dans le tambour d'air générée lors de la transition de l'entrée à la sortie

Le mécanisme est entraîné par un moteur électrique ou un moteur à combustion interne (typique pour les ventilateurs industriels). La méthode la plus courante est un moteur électrique qui fait tourner un arbre avec une roue.

Il existe plusieurs options pour transmettre le mouvement de rotation d'un moteur à une roue:

• couplage élastique;
• Entraînement par courroie trapézoïdale
• transmission continue (embrayage à friction hydraulique ou inductif).

Compte tenu de l'existence d'un grand nombre d'entreprises manufacturières qui créent des systèmes uniques avec une grande variété de paramètres dynamiques, une gamme assez étendue de ventilateurs est à la disposition des consommateurs.

Le boîtier a deux canaux principaux: entrée et sortie. Le mélange gazeux entre dans le premier canal pénètre dans la chambre, y est traité, puis passe dans un autre

Grâce au travail acharné des développeurs, nous avons une large gamme d'applications pour de telles machines, notamment:

• systèmes de ventilation et de chauffage dans les immeubles privés et de grande hauteur;
• alimentation et purification de l'air pour les bâtiments non résidentiels;
• systèmes de filtration en agriculture;
• performance des processus technologiques dans l'industrie légère et lourde de diverses directions.

Il existe également des options pour l'utilisation de soufflantes dans les systèmes d'extinction d'incendie et le changement d'air ultrarapide dans les espaces confinés.

Ces ventilateurs fonctionnent avec des mélanges de gaz à haute température, ce qui oblige les fabricants à inclure dans la documentation technique des informations sur la conformité de leur équipement aux normes internationales.

La conception éprouvée et simple du mécanisme centrifuge présente plusieurs avantages distincts:

• haute fiabilité et performances inégalées;
• facilité et accessibilité de l'entretien des équipements;
• sécurité de l'intégration et du fonctionnement des unités;
• coûts d'énergie et de réparation minimaux en cas de panne.

De plus, les soufflantes ont un seuil de bruit assez bas, ce qui leur permet d'être utilisées dans des conditions domestiques. Les ventilateurs centrifuges ont également une durée de vie exceptionnellement longue en raison de l'absence de contact direct des parties actives du mécanisme dans la chambre de travail.

Caractéristiques du cycle de fonctionnement de l'appareil

Considérons le principe général de fonctionnement d'un ventilateur centrifuge de conception radiale. Notez que les spécialistes distinguent deux conceptions principales de ventilateur: avec placement axial et radial de l'entrée, où le flux d'air est aspiré.

Cela affecte principalement l'option de montage du ventilateur dans le système et n'affecte pratiquement pas les performances globales.

Un ventilateur de type radial peut fonctionner à la fois avec de l'air ordinaire, qu'il prend de l'espace, et avec de l'air qui passe à travers le conduit d'air (l'effet de l'équilibre des zones avec différentes pressions)

Une entrée axiale est caractéristique des soufflantes à usage général. La disposition radiale de l'entrée de débit est caractéristique des soufflantes traditionnelles.

Au premier stade du cycle de service du ventilateur, le flux d'air se déplace vers la surface de la roue à rotation rapide. Les pales de la turbine divisent l'air en petits volumes qui se déplacent à l'intérieur de la chambre de travail.

Ici, la masse d'air s'accumule, c'est-à-dire que la masse d'air est directement compressée en un petit volume.

La conception du corps de l'unité elle-même a ses propres caractéristiques.

Les deux formes corporelles les plus courantes sont connues:

• arrondi
• en forme de spirale.

La forme ronde du boîtier est typique des fans qui déplacent une énorme quantité d'air en peu de temps. Une forme en spirale est inhérente aux ventilateurs, qui compriment en outre le volume d'air et génèrent une pression moyenne et élevée.

Au deuxième stade, l'air est forcé dans la chambre de travail. Comme vous le savez, avec un volume constant avec une augmentation de la masse totale des molécules de gaz, le nombre de collisions de molécules augmente, et donc leur vitesse augmente. Par conséquent, la pression du gaz augmente également.

La forme et le nombre de lames sont d'une grande importance. Sans exception, toutes les options de roue sont testées en soufflerie pour déterminer les conditions de fonctionnement optimales

Au stade final, le gaz comprimé est évacué de la chambre de travail vers la sortie. De plus, l'air passe dans le conduit central et se déplace dans la direction indiquée.

Le processus de raréfaction est exactement le contraire. L'air est aspiré par un pipeline ou un espace confiné où il est nécessaire de créer une zone raréfiée et est rejeté dans l'environnement ou dans un autre espace limité.

Spécifications du ventilateur centrifuge

Les systèmes de compresseur sont caractérisés par un certain nombre de différences structurelles et dynamiques qui doivent être prises en compte lors de leur sélection et de leur mise en œuvre dans le système de ventilation.

La spécification comprend:

• directement à la conception du ventilateur;
• type de moteur;
• unité de contrôle;
• placement de la roue et transmission du mouvement de rotation du moteur;
• l'angle de l'emplacement des tuyaux d'entrée et de sortie;
• le matériau à partir duquel les détails du produit sont fabriqués, ses dimensions et son poids.

Les spécialistes veillent également à la conformité des produits aux normes internationales: normes ISO / IEC et GOST, marquage IP, directives ATEX, etc.

Les caractéristiques dynamiques incluent les paramètres techniques de la performance du ventilateur: pression générée et coefficient de pression différentielle, vitesse et température de départ maximale, vitesse de l'arbre et niveau de pression acoustique, efficacité et puissance du moteur

Pression d'injection - la valeur maximale que le ventilateur est capable de créer pendant le fonctionnement en mode nominal.

P_v = P_sv + P_dv,

Où: P_v - pression totaleP_sv - pression statique P_dv - pression dynamique.

Coefficient différentiel - différence entre la pression d'entrée et la pression générée (bar).

Débit d'air volumétrique - la quantité de mélange de gaz qui se déplace par unité de temps (productivité). Habituellement calculé en m³/ h pour les producteurs nationaux, litre / min - pour les étrangers.

Vitesse de rotation - le nombre de rotations complètes de la roue par unité de temps. Calculé en pcs / s ou Hz. Il ne faut pas oublier que le niveau de charge du ventilateur ne doit pas dépasser 75% du maximum.

Fonctionnant longtemps en mode surcharge avec une vitesse élevée, le ventilateur surchauffe et peut rapidement tomber en panne. Mais ce processus peut être contrôlé en le contrôlant à votre discrétion. Pourquoi utiliser contrôleur de vitesse un fan.

La pression acoustique est le niveau de bruit des pièces tournantes et de la friction de l'air métallique. Mesuré à une distance de 3 mètres de la source lorsqu'elle fonctionne à charge maximale. Le bruit doit être pris en compte lors du choix d'un ventilateur en fonctionnement constant.

La plupart des équipements sont équipés d'absorbeurs de bruit et de bruits de fond. Normes pour le bruit: pas plus de 50 dBA pour les locaux domestiques et pas plus de 75 dBA pour les locaux industriels

L'un des appareils à faible niveau de bruit est ventilateur sans lame.

L'efficacité du ventilateur est le produit des trois facteurs suivants:

• perte de débit d'air;
• fuite à travers les interstices de la structure;
• efficacité mécanique du produit.

Pour les ventilateurs centrifuges, l'efficacité globale se situe entre 0,7 et 0,85, en axial (gainé) - pas plus de 0,95. Lors du choix d'un ventilateur radial, il est nécessaire de prendre en compte le facteur de sécurité du moteur électrique 1.2. Autrement dit, récupérez la puissance du moteur électrique 20% de plus que nécessaire.

La puissance du moteur du ventilateur est déterminée par la formule:

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

Où: Q - performances (débit d'air volumétrique), P - pression générée.

Sélection des ventilateurs selon les exigences

Le processus de sélection de l'équipement de ventilation pour une installation industrielle (atelier, hangar) est un processus assez intéressant et complexe qu'un spécialiste devrait faire. Caractéristiques de la ventilation des locaux industriels en détail examiné ici.

Pour les appartements ordinaires et les maisons privées, des solutions toutes faites existent déjà. Dans le cas général (pour un appartement de 2-3 pièces), nous avons l'architecture du système de ventilation suivante:

• des ventilateurs sont installés dans les pièces à vivre dont le nombre dépend de la taille des locaux et du nombre d'habitants;
• les diffuseurs d'échappement sont intégrés dans la cuisine et la salle de bain, plus sont posés conduits d'air à l'installation d'alimentation et d'échappement.

Le ventilateur centrifuge comprend une unité de contrôle, un système de filtre pour la purification de l'air, un moteur électrique et le ventilateur radial lui-même.

Pour le système de ventilation susmentionné, les ventilateurs muraux de la série VF fabriqués par Vents avec une capacité allant jusqu'à 120 m conviennent³/ heure

Le marché actuel des équipements de ventilation est représenté par un large éventail de sociétés étrangères: Systemair, Soler & Palau, OSTBERG, Rosenberg, HELIOS, Maico, Ruck Ventilatoren GmbH, AeroStar, Blauberg, Elicent, Rhoss, Frapol, CMT CLIMA, HygroMatik GmbH, Winterwarm, Tecnair LV, AERIAL LV , MITA.

Les produits de ces sociétés seront une excellente solution pour les tâches de ventilation de toute échelle.

Les marques nationales Vents, Elkom, Domovent et Vesa ne leur sont pas inférieures en termes de qualité de production et de fiabilité des équipements. En cas de doute sur l'exactitude des calculs effectués ou sur le choix d'un modèle spécifique, nous vous recommandons de contacter le service d'assistance de l'une des sociétés.

Si vous êtes propriétaire d'un bâtiment privé de 1-2 étages, d'un bâtiment industriel ou commercial de taille similaire (restaurant, entrepôt, salle à manger, café, bureau), lors du choix de l'équipement, vous devez tenir compte du volume des locaux, du taux d'échange d'air, de la longueur et de la section transversale des canalisations principales.

Les ventilateurs multizones ou les ventilateurs de toit de la série KROM de la société Veza, les ventilateurs de la série VN de la société Vents et d'autres peuvent facilement faire face aux tâches de ventilation et de désenfumage

Assurez-vous de prêter attention à la fonctionnalité supplémentaire des ventilateurs centrifuges et à la capacité de s'intégrer dans une variété de systèmes de climatisation.

Ainsi, les soufflantes radiales peuvent être équipées de composants auxiliaires:

• minuteries réglables et interrupteurs d'intervalle, capteurs photoélectriques et détecteurs d'humidité;
• contrôleurs de vitesse et indicateurs d'état;
• capteurs de surcharge moteur et de manque d'alimentation électrique du réseau;
• amortisseurs à ressort ou isolateurs de vibrations en caoutchouc.

Si le ventilateur est situé à l'intérieur d'un appartement ou d'une maison, il peut être fermé avec un panneau décoratif amovible en aluminium ou en plastique, en tenant compte de l'intérieur de la pièce.

Pour de nombreux utilisateurs, le niveau de bruit est un critère important lors du choix d'un ventilateur. Choisissez-vous un ventilateur silencieux dans la salle de bain? Nous vous recommandons de lire la note ventilateurs silencieux.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Dans la vidéo suivante, les spécialistes d'Elcom parlent des ventilateurs centrifuges:

Voici un excellent exemple d'installation d'un ventilateur domestique dans une salle de bain:

Une autre option pour installer un ventilateur domestique basse consommation dans un appartement:

Le ventilateur centrifuge classique est le résultat de nombreuses années d'expérience dans la conception et la fabrication d'équipements de ventilation. Il s'agit non seulement d'une excellente solution pour l'industrie, mais également d'un outil de transport aérien optimal pour les locaux résidentiels et les bureaux.

Avez-vous pensé à acheter un ventilateur centrifuge? Ou remarqué une divergence dans le matériau démonté? Posez vos questions, clarifiez les aspects technologiques dans la section commentaires.

Ou peut-être avez-vous déjà installé un tel ventilateur dans la salle de bain? Êtes-vous satisfait de son travail? Avez-vous choisi la bonne puissance pour votre pièce? Envoyez une photo de votre fan et laissez vos commentaires.