Types de ventilateurs: classification, objectif et principe de leur fonctionnement

Un ventilateur est la base de tout système de ventilation artificielle. L'appareil est largement utilisé dans la vie quotidienne et est indispensable dans de nombreux domaines de la vie humaine. Lors de la planification d'un achat d'équipement de ventilation, vous devez comprendre les spécificités de son appareil et de son action.

L'article présenté pour familiarisation décrit en détail les types de ventilateurs, leurs caractéristiques de conception, les principes de fonctionnement et le but de chaque unité. Nous vous parlerons des domaines prioritaires pour choisir le bon modèle. Ici, vous apprendrez à sélectionner un appareil en fonction des conditions de fonctionnement.

Classification des ventilateurs par paramètres principaux

Ventilateurs - dispositifs mécaniques conçus pour déplacer, fournir ou évacuer des masses d'air et de gaz. La circulation d'air se produit en raison de la différence de pression entre les canaux d'entrée et de sortie de l'unité de ventilation.

Les fans sont utilisés partout. Appareils indispensables dans l'arrangement complexe de ventilation d'alimentation et d'évacuation bâtiments, soufflant des éléments de travail dans les climatiseurs et les appareils de chauffage.

Les ventilateurs sont conçus pour fonctionner avec des gaz dont le taux de compression ne dépasse pas 1,15. Dans ce cas, la différence des indicateurs de pression à l'entrée / sortie est limitée à 15 kPa - à un taux plus élevé, un compresseur est utilisé

La classification générale des unités de ventilation est basée sur divers paramètres.

Parmi les principaux critères de gradation figurent:

• conception et fonctionnement de l'appareil;
• but et conditions de fonctionnement du ventilateur;
• méthode d'installation;
• les méthodes de connexion de l'appareil à un moteur électrique;
• caractéristiques techniques: degré de protection IP, pression générée, consommation d'énergie, vitesse, efficacité et niveau de pression acoustique.

Cinq types de ventilateurs se distinguent par le type de conception: axial, centrifuge, diagonal, diamétral et sans lame.

Les unités diagonales et diamétrales sont considérées comme une variété de deux groupes principaux d'unités de ventilation: axiale et centrifuge. Les nouveaux produits sans lame sont fondamentalement différents de leurs homologues

En fonction des conditions de fonctionnement, les types de machines de soufflage de gaz suivants sont répartis:

• dispositifs à usage général;
• ventilateurs à usage spécial.

Le premier groupe comprend les unités conçues pour fonctionner avec des flux d'air et de gaz inactifs, dont la température ne dépasse pas + 50 ° C. Le deuxième groupe comprend des équipements spéciaux: résistant à la chaleur, antidéflagrant, antipoussière, résistant à la corrosion et anti-fumée.

Selon la méthode d'installation, ils distinguent:

• standard - l'installation est effectuée sur un support;
• toit - installation sur le toit du bâtiment;
• canalisé - placé à l'intérieur du conduit de ventilation;
• multizone - modèles conçus pour se connecter à plusieurs canaux d'air.

Les moteurs électriques sont utilisés comme entraînement de l'unité de ventilation.

Il existe plusieurs façons de coupler le moteur avec la roue:

• connexion directe;
• Entraînement par courroie trapézoïdale
• couplage continu.

Après avoir déterminé le type de ventilateur approprié, un modèle aux caractéristiques techniques optimales est sélectionné.

La zone de service, l'emplacement d'installation, le niveau de bruit admissible, l'humidité de la pièce, la nécessité de protéger l'appareil contre les corps étrangers sont pris en compte

Le principe de fonctionnement de différents types d'appareils

Le critère principal de choix d'un ventilateur est son appareil et son principe de fonctionnement. Les caractéristiques de conception et les nuances techniques déterminent l'efficacité de l'appareil, le niveau de bruit, l'efficacité du travail et la possibilité de son utilisation dans certaines conditions.

Assemblage axial - Ventilateur classique

Le ventilateur axial (axial) est largement utilisé dans les ménages systèmes de ventilation de maisons privées, dans les hottes de salle de bain, dans les versions d'échappement complexes, comme élément de refroidissement pour divers équipements et appareils électroniques, ainsi que dans les souffleries et les moteurs à double flux dans le domaine de l'aviation.

La conception des modèles se caractérise par une facilité d'exécution et de petites dimensions. Les principaux éléments: un corps cylindrique, une roue à pales et un entraînement. Le diamètre intérieur du cylindre doit assurer une rotation sans obstacle de la roue. L'intervalle entre les lames et le corps est limité à 1,5% de la longueur de la lame rotative.

Afin de réduire les pertes hydrauliques et d'améliorer les caractéristiques aérodynamiques, la conception est complétée par un collecteur, un diffuseur et un carénage des deux côtés de la roue

Principe d'action: les pales rotatives captent l'air et le poussent le long de l'axe de la roue. Le mouvement des flux d'air dans le sens radial est presque absent.Les performances de l'équipement sont régulées par la rotation des pales.

Caractéristiques distinctives des modèles axiaux:

• ne nécessitent pas une grande surface pour l'installation;
• consommation d'énergie économique;
• faible niveau de bruit;
• simplicité de fonctionnement et de réparation;
• faible coût.

Les avantages de travailler et d'utiliser des ventilateurs axiaux les ont rendus très populaires dans la vie quotidienne. Les modèles de boîtier pour le refroidissement des appareils électriques et des unités axiales portables avec gril sont largement utilisés.

Pour améliorer l'échange d'air, des ventilateurs axiaux avec un panneau mural sont installés dans les ouvertures murales et autres structures de support. Les appareils peuvent fonctionner selon deux modes: aspiration et injection d'air

Modèle centrifuge - Force et puissance élevée

Les ventilateurs centrifuges (radiaux) sont très efficaces - les unités sont capables de générer des pressions élevées et de fonctionner dans des conditions difficiles. La conception de l'équipement comprend les éléments suivants.

Corps. Le boîtier du diffuseur est en tôle rivetée ou soudée. Le corps creux a une forme de cochlée en spirale; la conception prévoit des tuyaux d'aspiration et de refoulement. Pour donner de la rigidité, le boîtier est renforcé par des nervures ou des rayures transversales.

D'en haut, l'escargot est fermé par une boîte supplémentaire ou gainé de panneaux insonorisants. Ceci est nécessaire pour réduire le bruit pendant le fonctionnement de l'unité de ventilation.

Roue La pale de rotor se compose de deux disques, de pales et d'un moyeu.

La conception de la roue détermine les conditions d'utilisation du ventilateur:

• sans disque - transport de flux avec des composants solides;
• disque unique - le mouvement de l'air avec une faible teneur en fractions solides;
• double disque - circulation de masses d'air pur dans une plage de pression différente;
• trois disques - fournissant une aspiration bidirectionnelle.

La roue est fixée à l'arbre au moyen de moyeux. Les lames sont fixées aux disques et aux moyeux.

Omoplates. Les performances et l'efficacité de l'ensemble dans son ensemble dépendent largement de la forme des pales:

• aile aérodynamique - fournit le silence, un bon indicateur de performance, la résistance de l'instrument aux températures élevées;
• dos incurvé - empêche l'accumulation de poussière à l'intérieur du ventilateur, adapté pour un fonctionnement dans un environnement à forte dépression;
• courbé vers l'avant - les ventilateurs à ailettes «avant» sont conçus pour fonctionner avec un grand volume d'air et une pression élevée, sont résistants à l'érosion;
• radial - installations de dimensions compactes à efficacité moyenne, les guides de rotor sont traités avec une composition protectrice contre l'érosion.

Dans les roues avec des pales "arrière", la différence entre les indicateurs de pression statique et totale n'est pas grande, donc leur niveau d'efficacité est élevé. L'efficacité atteint 80%.

Vers l'avant, les pales pliées créent une vitesse d'air élevée à la sortie. L'unité conserve une efficacité de 60%. Plus les pales «avant» - obtenir les bons paramètres avec des dimensions de ventilateur plus petites

Dans les installations centrifuges, l'air entre dans la direction axiale, est expulsé dans la direction radiale. Les masses d'air sous l'action des forces centrifuges se déplacent dans un corps cylindrique.

L'ensemble du processus peut être divisé en plusieurs étapes:

1. Lorsque la roue tourne, l'air entre l'espace des pales se précipite vers le bord du rotor.
2. En conséquence, une zone de basse pression se forme au centre de la roue. Cela conduit à l'absorption des masses d'air de l'extérieur.
3. Au centre de la chambre, les flux d'air changent de direction de axial à radial, pénétrant dans les compartiments entre les pales.
4. En raison de la rotation rapide de la masse d'air se précipiter vers la paroi intérieure du boîtier.
5. L'énergie cinétique est partiellement convertie en énergie de compression et la vitesse de l'air diminue - un débit d'air volumique est collecté à l'intérieur de la «cochlée» et une surpression est générée.
6. La masse gazeuse se précipite vers le tuyau de sortie, entre dans la canalisation, puis dans la zone de travail.

Les unités centrifuges sont utilisées dans les systèmes d'alimentation et d'évacuation des grands locaux, garages, centres commerciaux et bâtiments, où une ventilation puissante continue est requise.

Les plantes radiales sont utilisées dans les industries dangereuses pour éliminer rapidement l'air contaminé. Par exemple, dans des ateliers de bois ou de métal, dans des ateliers d'extraction de fumée et de fumées nocives

Diagonal - combinaison de ventilateur axial et radial

Le modèle diagonal est une synthèse de deux types de ventilateurs: axial et centrifuge. La roue de l'appareil a une forme spéciale - la structure de la roue ressemble à un appareil à tambour dans un ventilateur radial. Les pales de la roue sont parallèles à l'axe de rotation.

Les ventilateurs combinés ont un corps cylindrique et ressemblent plus à des modèles axiaux. Cependant, le principe de fonctionnement est différent en raison des caractéristiques de conception de la roue. L'air se déplace d'abord le long de l'axe, puis change de direction de 45 °.

En raison de l'injection centrifuge, le débit d'air augmente, ce qui signifie que l'efficacité de l'unité de ventilation augmente également. Le niveau d'efficacité des modèles diagonaux atteint 80%

Le principal avantage d'un ventilateur de type mixte est d'obtenir un compromis entre les caractéristiques de bruit, les performances et les dimensions de l'appareil.

Le plus souvent, les unités axiales centrifuges sont utilisées comme ventilateurs de conduit dans les petits et moyens systèmes de ventilation avec de longs conduits. Ils sont utilisés comme systèmes d'échappement et entrées dans les systèmes sous pression du type à alimentation.

Installation tangentielle - flux d'air uniforme

Le ventilateur tangentiel (diamétralement) se compose d'un corps allongé équipé d'un diffuseur et d'une buse, et d'une roue à tambour avec des pales inclinées. Deux fois le mouvement de l'air perpendiculaire à l'axe de rotation du cylindre.

Le boîtier du modèle diamétral ressemble au cas d'un ventilateur radial. La différence est que dans l'unité tangentielle, le conduit est situé le long du panneau latéral

Caractéristiques distinctives des appareils diamétraux:

• hautes performances aérodynamiques;
• pouvoir fournir un débit uniforme;
• la possibilité d'agrandir le ventilateur, en choisissant la direction du flux d'air;
• fonctionnement silencieux;
• taux d'efficacité élevé - jusqu'à 60-70%.

Champ d'application: création de rideaux d'air, ventilo-convecteurs et utilisation dans les systèmes split.

Ventilateur sans ventilateur - technologie innovante

Il n'y a pas si longtemps, les ventilateurs domestiques sans ventilateur sont apparus sur le marché intérieur des systèmes de ventilation. Leur principe de fonctionnement est fondamentalement différent des modifications ci-dessus.

L'action du dispositif innovant est basée sur la volonté du milieu d'égaliser l'équilibre entre les pressions extérieures et intérieures du dispositif, ainsi que sur la technologie du «multiplicateur d'air»

Composants de l'appareil:

• un cadre rond ou ovale conçu pour attirer et libérer les masses d'air;
• base pour fixer le cadre;
• mini-turbine montée dans la base du ventilateur;
• moteur

Le ventilateur innovant fonctionne selon ce principe:

1. Après avoir mis le moteur en marche, la turbine est entraînée.
2. En rotation, la turbine aspire l'air à travers des perforations dans le corps de base.
3. Sous l'influence de la turbulence, l'air accélère 15 fois et sort par des fentes de sortie situées autour du périmètre du cadre.

L'air circule autour de la surface de l'anneau et se précipite dans la bonne direction.

En raison des propriétés aérodynamiques du dispositif de ventilation, l'air est aspiré dans le flux d'air par le côté et derrière le cadre annulaire

Comparé aux modèles traditionnels pales sans ventilateur ont plusieurs avantages:

• ajustement en douceur de l'intensité du flux d'air;
• commodité et sécurité d'utilisation absolue;
• changement de direction de l'air en ajustant la position de l'anneau;
• efficacité au travail - la consommation électrique est 20% inférieure par rapport aux modèles axiaux.

Les principaux inconvénients de l'appareil: coût élevé et niveau de bruit élevé.

Selon les conditions de fonctionnement

Lors du choix d'un ventilateur, il est important de considérer les conditions de son utilisation. Pour une utilisation dans un environnement agressif, des installations hautement spécialisées ont été développées.

Unités pour une utilisation dans des conditions normales

Les ventilateurs à usage général sont en acier au carbone.

Les appareils sont autorisés pour l'installation sous réserve des conditions de fonctionnement obligatoires:

• teneur en poussières dans l'air pour les unités radiales - pas plus de 0,01 g / m3, pour les appareils axiaux - jusqu'à 0,01 g / m3;
• température moyenne - jusqu'à + 50 ° С;
• absence de composants chimiquement agressifs et explosifs, de fibres et de particules collantes dans l'air.

Le milieu gaz-vapeur ne doit pas provoquer de processus de corrosion accélérés; le taux de destruction des métaux autorisé est de 0,1 mm par an. Si la température de fonctionnement dépasse la valeur limite, le fonctionnement du moteur, qui est généralement situé dans le flux de masses d'air transportées, se détériore.

Il existe des ventilateurs à usage général en acier résistant à la chaleur. La température maximale de la composition transportée peut atteindre + 200 ° C. Les produits nationaux sont marqués des lettres "Ж" et "Ж2"

Modèles à usage général utilisés dans les systèmes chauffage à air et la ventilation des bâtiments publics, résidentiels et industriels, ainsi qu'à d'autres fins sanitaires.

Unités de ventilation à usage spécial

Les ventilateurs à usage spécial sont généralement divisés en cinq groupes:

• la poussière;
• résistant à la chaleur;
• antidéflagrant;
• résistant à la corrosion;
• désenfumage.

Les agrégats de poussière sont utilisés pour nettoyer les masses d'air de la poussière et des particules de saleté: sciure de bois et métal, scories de soudage, déchets de grains. Le flux d'air passant à travers les buses change sa direction de axiale à radiale. En raison de la force centrifuge, le débit d'air change également.

Les poussières sont en laiton, en carbone ou en acier inoxydable. La température maximale du milieu de travail est de + 80 ° C. Il existe différents types de modèles: anti-poussière, anti-déflagrant et résistant à la chaleur

Des ventilateurs radiaux de faible puissance sont installés sur les véhicules transportant des trains de céréales. Les appareils à haute pression sont utilisés dans les grands halls de production.

Les unités résistantes à la chaleur sont conçues pour déplacer l'air dont la température dépasse + 80 ° C.

En raison des conditions de fonctionnement difficiles, les ventilateurs doivent avoir des caractéristiques spéciales:

• isolation thermique du moteur électrique et son retrait au-delà du flux d'air;
• haut niveau de protection du moteur - IP44 et supérieur;
• fabrication d'éléments de structure à partir de matériaux résistants à la chaleur (polyamide résistant à la chaleur, alliage d'aluminium, acier inoxydable ou acier au carbone);
• large gamme de températures de fonctionnement.

Des ventilateurs résistants à la chaleur sont utilisés dans l'arrangement systèmes de ventilation de baignoire et saunas, élimination de l'air d'échappement à haute température d'un foyer ou d'un poêle, élimination des produits de combustion des sites de production.

Les unités résistantes à la chaleur peuvent avoir une exécution axiale ou radiale. Le plus souvent, des ventilateurs à haute température sont utilisés dans les conduits de ventilation, mais il existe des modifications qui sont montées sans conduits

L'équipement de ventilation antidéflagrant est conçu pour éliminer les mélanges de gaz explosifs. Cette catégorie comprend les compositions dans lesquelles, lors de l'inflammation de la plus petite particule, tout le volume de gaz restant s'enflamme.

Les exigences de protection contre les explosions pour les équipements électriques sont réglementées par les directives ATEX CE.Selon le degré de risque d'explosion des zones, les unités de ventilation peuvent être protégées:

• remplissage en quartz ou en huile des coques des parties conductrices;
• étanchéité composée - matériau polymère;
• revêtements antidéflagrants.

L'acier inoxydable, les alliages d'aluminium et les groupes de matériaux différents sont l'acier inoxydable, le laiton, le bronze et le plastique électriquement conducteur.

Des matériaux différents sont combinés de manière à ce qu'une étincelle ne puisse pas se produire lors d'un impact ou d'un frottement

Les ventilateurs résistants à la corrosion sont conçus pour transporter des mélanges air-gaz agressifs non explosifs avec une faible teneur en poussière, ainsi que l'absence de composants fibreux et collants.

Matériaux pour la fabrication de pièces de l'appareil: alliages de titane, polypropylène, plastique vinylique. Alternativement, les éléments de travail sont pulvérisés avec un revêtement anti-corrosion - acier résistant à la corrosion de qualité 08X13 ou alliage de titane.

Portée des ventilateurs "anti-rouille":

• métallurgie ferreuse;
• lignes de production d'engrais minéraux;
• production de carbone;
• alimentation en air des chaudières à composition bouillante;
• organisation de la circulation de la vapeur d'eau avec des impuretés de phénol, alcalin et sulfure d'hydrogène;
• lignes de cokeries.

Les ventilateurs d'évacuation des fumées sont de puissantes installations réfractaires qui sont intégrées dans le système de ventilation du bâtiment et fonctionnent en soufflant de la fumée dans la pièce. Les unités sont soumises à des exigences techniques élevées.

En cas d'incendie, le ventilateur doit fonctionner sans arrêt pendant 2 heures à une température d'air soufflé jusqu'à + 400 ° С. Lorsque la température monte à + 600 ° C - jusqu'à 1 heure

Champ d'application - systèmes de ventilation de fumée pour les bâtiments à des fins diverses. Des "évacuateurs de fumée" sont installés sur le toit de la pièce à l'aide de la bride de montage et sont connectés à des conduits d'évacuation des fumées.

Selon la conception du ventilateur, de la fumée à deux ou quatre côtés peut être émise dans le sens horizontal ou vertical. La possibilité de fonctionnement des unités en mode de ventilation générale à domicile est prévue.

Types de ventilateurs par méthode d'installation

Comme indiqué ci-dessus, selon la méthode d'installation, les appareils de ventilation sont divisés en 4 groupes: standard, toit, conduit et multi-zone.

Les ventilateurs conventionnels sont généralement livrés avec un cadre ou un support. Leur installation ne pose aucune difficulté.

Les unités de toit sont installées sur le toit du bâtiment et agissent comme le dernier maillon du système de ventilation du bâtiment. Ces ventilateurs sont exposés à des facteurs externes négatifs (pluie, neige, rafales de vent), ils sont donc fabriqués dans des matériaux particulièrement durables. Presque tous les modèles sont équipés d'un cône de protection pour éviter le colmatage du boîtier.

Les dispositifs de ventilation de toiture fonctionnent selon un principe axial ou centrifuge. La première option est souvent utilisée pour les environnements normaux, et la seconde pour les environnements poussiéreux et agressifs

Lors du choix d'un ventilateur de toit, tenez compte des spécificités des locaux à équiper. Par exemple, un modèle à faible niveau de bruit est sélectionné pour un jardin d'enfants, un hôpital ou une école. Pour le hall de production, la puissance des équipements est une priorité.

Les unités de ventilation canalisées sont situées dans les conduits de ventilation et extraient et fournissent de l'air à travers le système de conduits. La conception des ventilateurs de gaine est généralement de type diagonal ou radial, moins souvent axiale.

Le choix du dispositif s'effectue en fonction de la forme du conduit. Des unités pour arbres ronds, carrés et rectangulaires sont produites.

Les ventilateurs de conduit rectangulaires ou carrés sont en métal, rond - en plastique. Le boîtier en métal est durable et durable, tandis que le boîtier en plastique est moins bruyant

Les unités de ventilation multizone sont équipées d'un boîtier qui vous permet de connecter plusieurs conduits d'aspiration provenant de différentes zones. De tels ventilateurs sont indispensables dans les pièces où il est nécessaire d'équiper la hotte dans différentes pièces, et il n'y a qu'un seul conduit d'évacuation.

Les unités multicanaux vous permettent d'optimiser le complexe de conduits d'air, de réduire les coûts d'investissement et la complexité des travaux pour équiper le système de ventilation à domicile

Un avantage supplémentaire est une opération simplifiée. Il est nécessaire de desservir un, mais pas plusieurs fans.

Variétés de modèles de ventilation domestique

Les fans nationaux sont en outre classés par emplacement.

Fenêtre. L'appareil est monté dans une fenêtre ou un mur près de la fenêtre, il n'y a pas de conduit d'air. Ces équipements sont principalement utilisés dans les institutions publiques: cafés, coiffeurs, etc. L'auto-taraudage dans les fenêtres en PVC installées est problématique.

Les ventilateurs de fenêtre sont fabriqués avec un profil rond et carré. Certains modèles sont équipés d'un clapet anti-retour pour empêcher la poussière de pénétrer dans le boîtier.

Ustensiles de cuisine. Éliminez les fumées et les diverses odeurs qui se produisent pendant la cuisson. Le ventilateur est monté directement dans la hotte aspirante. Basé sur la conception, il existe des hottes plates, bombées et intégrées. Les ventilateurs de cuisine doivent être résistants à la chaleur et avoir un maillage de protection externe.

Equipement pour la salle de bain. Pour augmenter l'efficacité d'échappement ventilation des toilettes et des salles de bain des ventilateurs muraux et de plafond sont utilisés. Les unités compactes sont économiques et faciles à installer.

La partie intérieure du boîtier est placée dans le conduit de ventilation, et l'extérieur dépasse et se ferme avec une grille de ventilation. Dans la salle de bain, il est conseillé d'utiliser un ventilateur avec un capteur d'eau

Quel que soit le type de ventilateur sélectionné, une attention particulière doit être portée à l'étiquetage de l'appareil, à savoir le degré de protection IP. La norme IP caractérise la sécurité des équipements dans un environnement non agressif.

Le premier chiffre a une valeur comprise entre 0 et 6 et indique le niveau de protection contre la pénétration de corps étrangers, la poussière et le contact avec les mains

Le niveau de protection contre l'humidité pénétrant dans l'enceinte est indiqué par le deuxième chiffre du marquage.

Forte probabilité de pénétration de l'eau dans les appareils avec une valeur de "0". Ils sont autorisés pour une installation uniquement dans des pièces "sèches". Le plus haut degré de protection "8" garantit la sécurité du ventilateur lorsqu'il est complètement immergé dans l'eau

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo n ° 1. Le principe de fonctionnement et les avantages compétitifs d'un ventilateur sans pales:

Vidéo n ° 2. Le dispositif du ventilateur centrifuge VTsUN:

Vidéo n ° 3. Conception de conduit de ventilateur rond:

La conception du modèle et les caractéristiques techniques et opérationnelles des ventilateurs vous permettent de choisir le meilleur équipement à usage domestique et industriel. La conception des unités de ventilation est constamment améliorée et s'adapte aux besoins des clients.

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