Содержание

Типы вентиляторов для вентиляции

Типы и виды вентиляторов

Вентиляция

Под вентиляцией принято понимать воздухообмен в помещении, когда отработанный воздух удаляется и замещается свежим. Различают следующие типы вентиляции — естественную и с механическим побуждением, приточную и вытяжную, канальную и бесканальную, местную и общеобменную.

Вентиляция необходима с целью создания благоприятных условий для здоровья и самочувствия человека, сохранения оборудования и строительных конструкций здания, хранения материалов, продуктов, книг и т. д.

Одним из наиболее эффективных систем воздухообмена является вентиляция с механическим побуждением. Ключевыми элементами в организации такого воздухообмена являются вентиляторы. На сегодняшний день они широко используются для воздухообмена на промышленных предприятиях, для вентиляции квартир, торговых центров, бассейнов и др.

Типы и виды

В вентиляционных системах вентиляторы предназначены для транспортирования воздуха от источника забора до помещения. Это устройства для перемещения газов со степенью сжатия не более 1,5 (то есть разность давлений на входе и выходе должно быть не более 15 кПа). В случае, если подача воздуха происходит посредством воздуховодов, то они должны быть выбраны таким образом, чтобы поток подаваемого воздуха смог преодолеть сопротивление вентиляционной сети, которое создается за счет изгибов и поворотов воздуховодов, наличием решеток, фильтров и т.д. Сопротивление сети вызывает перепад давления, и величина этого перепада является определяющим фактором при выборе данного устройства.

Осевые вентиляторы

Они просты по конструкции, технологичны и дешевы при изготовлении, что в значительной степени обуславливает их широкое применение. Конструкция предусматривает движение входящего и выходящего воздушного потока вдоль оси двигателя.

Первый в мире осевой вентилятор был смонтирован и успешно использовался в Англии в 1734 году. До сих пор они применяются в различных сферах деятельности. Помимо решения вопросов вентиляции помещений, они находят широкое применение в вентиляции квартир, в охлаждении электроники, в приточных установках, используются в турбовентиляторных авиационных двигателях, монтируются в аэродинамические трубы и т.д.

Наиболее выраженным примером осевого является пропеллерный. Он имеет низкую эффективность, которую можно повысить, встраивая его в цилиндрический корпус (в этом случае показатель эффективности пропеллерного типа возрастает до 75%). Если сразу за лопастным колесом закрепить направляющие лопасти, то его эффективность увеличится еще на 10 %.


Прохождение воздушного потока через осевой вентилятор.

Радиальные вентиляторы

Впервые был запущен в 1835 г. и использовался для проветривания алтайского рудника. Конструкция и производительность изначально предполагали его использование в промышленных целях. В первую очередь обусловлено это тем, что они способны создавать достаточно высокое общее давление за счет формы рабочего колеса и лопаток.

Всасываемый через заборное отверстие воздух под действием вращения ротора, за счет специальной формы лопаток также приобретает вращательное движение и посредством центробежной силы выбрасывается под прямым углом к заборному отверстию.

Прохождение воздушного потока через радиальный вентилятор с загнутыми вперед лопатками.

Стрелка означает направление вращения вентилятора (в данном случае — по часовой стрелке).

Лопатки могут иметь различную форму и расположение относительно оси ротора. В первом случае лопатки загнуты назад (иллюстрация B). Производительность в значительной степени зависит от давления воздуха. Они не рекомендуются для работы с загрязненным воздухом. При сохранении низкого уровня шумовых характеристик их эффективность достигает 80%.

Радиальные вентиляторы с лопатками загнутыми назад наиболее эффективны в узком спектре, находящемся в левой части кривой графика эффективности. А с прямыми лопатками, отклоненными назад, весьма эффективны для работы с загрязненным воздухом. Здесь можно добиться эффективности до 70%.

Прямые радиальные лопатки (иллюстрация R) предотвращают налипание загрязняющих веществ на лопастное колесо. Такой тип лопаток позволяет достигнуть эффективности до 55%.

В случае, если лопатки загнуты вперед (иллюстрация F), изменение давления оказывает незначительное воздействие на объем воздуха. А с загнутой вперед крыльчаткой имеют меньшие габариты, чем предыдущие и имеют оптимальные показатели в правой части графика эффективности, и соответствует примерно 60%. На сегодняшний день данный тип оборудования находит широкое применение в производственных целях.

Диагональные вентиляторы

Являются синтезом радиальных и осевых. Воздух, проходя сквозь него, движется в осевом направлении, а затем в лопастном колесе отклоняется на 45 градусов. Радиальная крыльчатка за счет центробежной силы, действующей в радиальном направлении, увеличивает статическое давление. Достигаемая эффективность — до 80%.

Прохождение воздушного потока через диагональный вентилятор.

Диаметральные вентиляторы

Как правило, имеют форму продолговатого цилиндра и ротор в виде «беличьей клетки» — пустой в центре и лопатки вдоль периферии. Вместо стенок они имеют загнутые вперед лопасти. Забор воздуха происходит с фронтальной части. Воздух увлекается вращающимися лопатками, а затем благодаря диффузору приобретает ускорение в нужном направлении.

Они производят равномерный воздушный поток вдоль всей ширины ротора и имеют наиболее низкие шумовые характеристики. Несмотря на небольшой диаметр рабочего колеса, диаметральные тип способен подавать значительные объемы воздуха. Создаваемое ими давление сравнительно низкое, и тангенциальные вентиляторы, в основном, применяются в системах, где напор воздуха не важен — воздушные завесы, кондиционеры, фанкойлы и др.

Уровень их эффективности может достигать 65%.

Прохождение воздушного потока через диаметральный вентилятор.

Иные виды вентиляторов

В зависимости от конструктивного исполнения и назначения вентиляторы могут быть напольного, настольного, настенного, потолочного или канального исполнения, а также крышные.

Так наиболее простым примером вентиляции квартир является применение настольного или напольного типа.

Они, как правило, не имеют направляющего корпуса и служат только для перемешивания воздушных масс в помещении.

Немногим более эффективна вентиляция квартир, когда вентиляторы устанавливаются в оконные проемы, форточки или специальные проемы в стене. При этом, они работают на удаление воздуха из помещения, а поступление свежего воздуха происходит за счет естественной инфильтрации — притока воздуха через неплотности в элементах строения.

В случае если воздух только удаляется из помещения, а замена его новым происходит естественным путем, вентиляция называется вытяжной. В противном случае, когда воздух при помощи вентиляционной системы принудительно подается в помещение, вентиляция называется приточной.

Как правило, приточная установка для подачи свежего воздуха использует систему воздуховодов. Приточная установка позволяет производить забор свежего воздуха, его предварительную обработку (фильтрацию, подогрев или охлаждение, увлажнение или осушение) и транспортирование в помещение. Наиболее простая по конструкции приточная установка состоит из корпуса, вентилятора, фильтра и тена (электрического нагревателя).

Вентиляция квартир наиболее эффективна и оптимальна, когда объемы удаляемого и приточного воздуха сбалансированы. То есть, одновременно с одинаковой производительностью работают и приточная установка, и вытяжная вентиляция. Такие системы называют приточно-вытяжными.

По исполнению вентиляторы делятся на многозональные, канальные и крышные.

Отличительной чертой многозональных является корпус, позволяющий подключить одновременно несколько воздуховодов. Многозональные вид незаменим на объектах, где вытяжку воздуха (или наоборот его подвод) необходимо делать из нескольких помещений сразу. Их применение позволяет оптимизировать сети воздуховодов и сократить затраты на эксплуатацию всей вентиляционной сети в целом.

Канальные вентиляторы — наиболее распространенный вид оборудования для монтажа в вентиляционные каналы круглого и прямоугольного сечений. Они могут быть как осевого, так и радиального типа. Имея небольшие габариты, они могут монтироваться непосредственно в сечении воздуховодов.

Крышные, по определению, предназначены для установки на крышах зданий. В связи с более жесткими условиями эксплуатации (атмосферные осадки и постоянные ветровые нагрузки) их корпус изготавливается на усиленной раме из антикоррозионных материалов — оцинкованная или гальванизированная сталь, защитные эпоксидные покрытия и т.д. Они могут использоваться как для решения вопросов общей вентиляции, так и для местной, к которым относится вентиляция и вытяжка каминов, печей, газовых котлов и тому подобного оборудования.

Каждый тип вентилятора, в зависимости от предъявляемых к нему требований и условий эксплуатации, может иметь дополнительные конструктивные особенности — противопожарное исполнение, повышенную стойкость к вибрациям, пониженные шумовые характеристики, для дымоудаления, изготавливаться из материалов подходящих для агрессивных или запыленных сред, и т. д.

Теоретические расчеты характеристики сети

где:
delta P = общее давлении вентилятора (Па)
qv = расход воздуха (м³/ч или л/с)
k = постоянная

Пример:
Вентилятор подает 5 000 м³/ч при давлении 250 Па.
A. Как изобразить характеристику сети на графике?
a) Поставьте точку на характеристике (1),где давление составляет 250 Па , а расход — 5 000 м³/час.
Введите это значение в вышеприведенную формулу для получения значения константы k.
k = delta P / qv2 = 250 / 50002 = 0.00001
b) выберите произвольное снижение давления, например, 100 Па, рассчитайте расход воздуха и поставьте на графике точку (2).

Какие бывают вентиляторы и их характеристика

Механическое устройство, предназначенное для прямой подачи или же вывода воздуха вовнутрь или из помещения, а также для перемещения его по специальным воздуховодам называется вентилятором. Приводом служат электрические двигатели, а поток воздуха перемещают лопасти, имеющие различную конфигурацию и габариты. Виды вентиляторов определяют мощность двигателя, общую конструкцию и габариты устройства.

Читать еще:  Почему не прогревается нижняя часть радиатора отопления?

Классификация устройств

По типу циркуляции воздушного потока разделяют 2 типа систем вентиляции. Естественная — она происходит во всех помещениях, не оборудованных вентиляторами, естественным путем, посредством проветривания.

Принудительная подразделяется на приточную вентиляцию, которая подает свежий воздух с улицы, и вытяжную, когда вентиляторы выкачивают все неприятные запахи и отработанный воздух наружу. Именно в принудительных системах и используют вентиляторы.

По конструкции

По конструктивным нюансам и принципу функционирования существуют следующие типы вентиляторов:

  • аксиальные или осевые;
  • диагональный вариант;
  • центробежный вид;
  • диаметральные;
  • прямоточные (без лопастей).

Некоторые вентиляторы подразделяются по направлению вращения: лопасти могут вращаться в правую сторону или диаметрально противоположную.

Вентиляторы применяются в современных вентиляционных системах промышленных объектов: цехов или зданий, где осуществляется покраска под давлением, кондиционные системы. Промышленные закрытые системы используют их для активной перекачки разных газов или качественного процесса горения, как наддув.

Настенный осевой вентилятор

По условиям использования

Существует классификация вентиляторов, которая зависит от среды или условий их применения:

  • обычные устройства, рассчитанные на перемещение воздуха или газов, температура которых не выше 80 градусов;
  • коррозионностойкий тип используется в средах с большой влажностью;
  • вентиляторы термостойкого типа, рассчитанные на применение гораздо выше 80 о С;
  • взрывобезопасные конструкции используются в средах, где существует опасность взрыва;
  • пылевые устройства применяются там, где наличие посторонних примесей находится выше 100 мг на кубический метр.

По способам присоединения привода

Виды промышленных вентиляторов имеют градацию по способам присоединения привода:

  • непосредственное подсоединение вентилятора к электрическому двигателю;
  • используется эластичная муфта;
  • передача клиноременного типа;
  • бесступенчатая передача регулируемого вращения.

По типу установки

По методу монтажа изделия делятся на:

  • обычные — установка производится на опору специального вида (стальная рама, железобетонный фундамент или им подобные конструкции);
  • канальный вариант — монтируется только внутри воздуховода;

  • крышные — монтаж, как правило, производится на плоских крышах современных зданий.

По техническим характеристикам

Кроме вышеизложенного, существует классификация на основании технических характеристик изделий:

  • скорость истечения, измеряющийся в куб. м/час;
  • давление, Па;
  • скорость вращения, об/мин;
  • мощность устройства, кВт;
  • кпд, учитывающий потери на трение деталей, объем воздушного потока, конфигурацию воздуховодов;
  • уровень звукового воздействия на окружающих, Дб.

Последний вариант измеряется при всасывании, когда поток входит в помещение и при выходе его через сеть воздуховодов наружу.

Подробно о видах

Мы уже объясняли, какие бывают вентиляторы, теперь подробно остановимся на каждом типе этого устройства.

Осевые или аксиальные

Рабочие лопасти таких устройств вращаются вокруг одной оси и перемещают воздушный поток сквозь устройство. Конструкция отличается легкостью, поэтому она чрезвычайно популярна и часто используется в бытовых приборах: например, кулеры в системном блоке ПК, фены для сушки волос. Их КПД высокое, потому что у осевых устройств довольно невысокое сопротивление воздушному потоку, да и потери из-за трения почти отсутствует. Конструктивно они выглядят как колесо, состоящее из консольного вида лопастей, жестко закрепленных под определенным углом, относительно воздушного потока, который всегда имеет направление параллельно оси вращения устройства. На входе устанавливают специальный коллектор, который выравнивает или спрямляет поток — это немаловажно для улучшения аэродинамики изделия.

Представленный вид, за счет своеобразия конструкции имеет довольно низкую мощность потребления, но только при условии полного отсутствия встречных движений воздуха.

Конструкция осевых изделий предельно простая: кожух с монтажными отверстиями для прочного закрепления на месте эксплуатации, электродвигатель вмонтирован внутрь устройства, а рабочее колесо — плотно посажено на вал электропривода. Напор потока, как и его расход, регулируется расстоянием между лопастями.

Радиальные

Это такие устройства, когда рабочее колесо располагается в специальном кожухе спирального типа. При вращении воздушный поток захватывается каналами, которые находятся между лопатками, и перемещается к периферийной части, по пути происходит небольшое его сжатие. Центробежная сила при этом отбрасывает воздух сначала в специальный кожух, а затем по воздуховоду он направляется в нагнетаемое помещение.

Основной элемент — это цилиндр, у которого на одинаковом расстоянии по окружности жестко закреплены лопатки, загнутые по ходу или против движения, что зависит от прямого назначения устройства. Основная их особенность — конечный поток всегда имеет перпендикулярный угол по отношению к входному потоку воздуха.

Диагональные

Они только визуально отличаются от аксиального типа: забор воздуха осуществляется в аналогичном направлении, а вот его выход особенного направления — диагонального. Оригинальная коническая форма кожуха способствует увеличению скорости истечения воздуха, но, если сравнивать их с осевыми устройствами аналогичного размера и производительности, то звуковое воздействие у такого варианта будет намного ниже.

В конструкции совмещены элементы радиального и осевого типа устройств, благодаря чему достигнута оригинальная компактность и КПД до 80%.

Диаметрального сечения

Изделия этого типа состоят из корпуса, имеющего нестандартную конструкцию выхода и входа: диффузор и патрубок соответственно, и цилиндра, больше напоминающего барабан с параллельными рабочими элементами, которые немного загнуты по ходу вращения. Вся хитрость функциональной особенности заключается в двукратном и перекрестном прохождении воздуха сквозь рабочее колесо.

Тангенциальные вентиляторы отличаются довольно высокими параметрами по аэродинамике и способны создавать так называемый плоской конфигурации поток весьма широкого размера.

Их монтаж довольно удобен, при этом можно поворачивать поток в любую сторону.

Отличительные черты: компактность установки и высокий КПД, по сравнению с другими вентиляторами. Используются в файнколах — аппаратах для охлаждения или нагревания помещений, тепловых завесах зимой при входе в торговые центры, супермаркеты и фирменные бутики.

Прямоточные

Потоки воздуха в вентиляторе весьма необычной конструкции формирует специальная турбина, расположенная в мощном основании изделия — она подает сильно сжатый поток через довольно узкие щели направленного действия в рамке. Он увлекает за собой соседствующие слои воздушных масс по законам аэродинамики.

С тыльной стороны такого вентилятора создается зона разряжения, куда засасываются воздушные массы. Результат такого воздействия довольно впечатляющий: через рамку разной конфигурации прокачивается воздух почти в 20 большего объема, чем создает встроенная турбина.

Направление потока можно успешно регулировать, поворачивая рамку в разные стороны. Форму рамки можно придать любую от идеального круга до сильно вытянутого эллипса, с довольно сильно сплющенными боковыми сторонами.

Достоинство такой системы в отсутствии вращающихся деталей снаружи, что обеспечивает стопроцентную безопасность использования, а недостаток — очень сильное шумовое воздействие на окружающих при функционировании, ведь воздух разгоняется до 90 км/ч.

Мы перечислили основные виды вентиляторов, которые могут применяться для вентиляции промышленных объектов, государственных учреждений, ресторанов и столовых, многоэтажных зданий спальных районов, которые монтируются в неприметных местах с тыльной стороны или же сверху на плоских перекрытиях крыш. Существуют специальные устройства огромной мощности, которые способны осуществлять надежную вентиляцию объектов одновременно по нескольким воздуховодам, но это уже совершенно другая тема.

Вентиляторы для системы вентиляции: какие они бывают и как работают

Вентиляторами называют устройства, с помощью которых происходит забор или подача воздуха и его транспортирование по воздуховодам. Данные детали имеют широкое применение, используются они и вентиляционных системах.

Применение и назначение вентиляторов

Все вентиляторы работают при помощи приводов — двигателей, которые питаются от электрической сети, а сам забор воздуха выполняют лопасти. Существуют различные виды данных механизмов.

Классификация типов вентиляционных вентиляторов и принцип их работы

Вентиляторы в системах проветривания имеют между собой множество отличий. Поэтому есть 5 категорий отличия этих механизмов.

По конструкции и принципу работы

Некоторые вентиляторы способны вращаться как в правую, так и в левую сторону.

Различают такие устройства:

  1. Осевые. Их еще называют аксиальными. Эти вентиляторы имеют лопасти, которые вращаются возле оси и гонят поток воздуха по вентиляционным шахтам. Преимущество данного вида вентиляторов в простоте и относительной дешевизне конструкции. Также данная установка обладает высоким КПД, так как при этом наблюдается небольшое сопротивление воздуха, и нет трения деталей между собой. Внешний вид механизма напоминает колесо, его лопасти находятся под нужным углом. Воздушный поток направлен параллельно оси вращающегося вентилятора. Присутствие специального коллектора помогает его выравнивать, что существенно улучшает аэродинамику механизма;
  2. Центробежные. Когда вращается этот приточный вентилятор, то воздух захватывается и поток попадает на периферию, а по пути немного сжимается. Центробежная сила его толкает в воздуховод, и он попадает в помещение. Состоит из цилиндра, в котором зафиксированы лопасти загнутые в какую-либо сторону (зависит от его назначения), рабочего колеса, располагающегося в спиральном улиткообразном корпусе, всасывающий и нагнетательный патрубки. Особенность этого механизма в том, что в конце воздух который выходит, всегда имеет угол 90 °C, к входящему потоку. Несравненным преимуществом у данного устройства является высокая мощность. О работе воздуховодов читайте здесь //ventilation-conditioning.ru/tipy-ventilyacii/zachem-nuzhny-vozdukhovody-naznachenie-i.html;
  3. Диагональные. Эта модель напоминает аксиальную. Вход воздушного потока в этом вентиляторе такой же, как и в осевого, а выходит он по диагонали. Кожух его имеет коническую форму, что помогает увеличить скорость воздуха. Но по сравнению с осевым типом КПД у этого устройства гораздо ниже;
  4. Безлопастные. В центре этой конструкции есть турбина, зафиксирована в основании механизма. С ее помощью происходит подача сжатого потока через небольшие щели в рамке. Поскольку с обратной стороны воздух становится разряженным, то происходит всасывание новых воздушных масс. Поскольку снаружи вращающиеся движения отсутствуют, то этот прибор является более безопасным, чем все остальные. Высокий КПД. К его недостаткам относят сильную шумность;
  5. Диаметральные. Эти вентиляторы работают таким образом, что получается двукратное и перекрестное движение воздуха. Данный механизм имеет корпус, диффузор, фильтр, патрубок и цилиндр, в котором есть параллельные рабочие детали, загнутые в сторону вращения. Диаметральные устройства также отличаются плоским и широким потоком. Они удобны в монтаже. Высокий КПД. Используют эти вентиляторы в файнколах.
Читать еще:  Как утеплить лоджию с панорамными окнами?

По назначению

Эта классификация указывает, в каких условиях применяются данные механизмы. Существуют такие категории:

  • вентиляторы, которые предназначены для выведения из помещения воздушных масс температурой не больше 50 °C;
  • с усиленной устойчивостью против коррозии, их устанавливают в местах с повышенным уровнем влажности;
  • термостойкий тип вентиляторов, они работают в условиях, где воздух прогревается до 80 °C и выше;
  • конструкции, защищенные от взрывов, используются в местах, где может возникнуть это явление;
  • пылевые механизмы, они устанавливаются в тех средах, где количество примесей в воздушном потоке превышает количество 100 мг на 1 м 2 .

Первый тип относится к устройствам бытового назначения, а остальные, с повышенной устойчивостью, к вытяжным промышленным вентиляторам.

По способам присоединения привода

К механизмам, которые используются на производстве, привод присоединяется несколькими способами:

  • непосредственно к двигателю;
  • с помощью эластичной муфты;
  • клиноременной передачей;
  • сцепкой бесступенчатого типа регулируемого вращения.

В роли привода в вентиляционной конструкции служат электродвигатели.

По типу монтажа

Монтируются приточные вентиляторы также по-разному:

  1. Обычным способом — устройство крепится на стационарную опору. Это может быть рама, сделанная со стали или железобетонная конструкция. Данный монтаж является самым простым из всех существующих;
  2. Канальным методом — механизм располагается внутри воздуховода, и там выполняют свои функции. Данная конструкция вентиляторов чаще всего бывает диагональная или радиальная, но иногда и аксиальная. Определяются с формой механизма, исходя из конфигурации воздуховода, в котором он должен функционировать. Поэтому существуют круглые, прямоугольные и квадратные вентиляторы. Обычно механизмы круглой формы сделаны из пластика, а прямоугольной и квадратной — металлические. Каждый вариант имеет свои достоинства: металлические обладают большей прочностью, а пластиковые детали более тихие;
  3. Крышный вариант. Прибор устанавливается снаружи производственного здания на горизонтальной крыше. Он выступает заключительным элементом в конструкции для проветривания. Вентилятор, расположенный с наружной стороны постройки постоянно подвергается агрессивному влиянию внешней среды. К неблагоприятным факторам относят: его нагревание солнечными лучами, попадание на него осадков, сопротивление порывам ветра. Поэтому данный механизм должен быть изготовлен из материалов с повышенной прочностью. Если устанавливают на кровле бытовой вентилятор, то чаще он имеет осевой принцип, крышные установки производственного назначения, имеют центробежную конструкцию. Когда делается выбор вентиляционного механизма, то берется во внимание назначение помещения. В некоторых случаях приоритетом является низкая шумность, в других — мощность;
  4. Многозональные вентиляторы. Они приспособлены к одновременному присоединению к одной вентиляционной системы. Это им позволяет сделать специальный корпус. Пользуются данной установкой при необходимости ее монтажа в нескольких помещениях с общей вентиляционной конструкцией. Данный вариант позволяет рационально использовать комплекс труб для транспортировки воздушных масс, и уменьшить расходы на обустройство приточной промышленной системы или бытовой конструкции для проветривания. Простота эксплуатации и обслуживания — это еще одно дополнительное преимущество.

По техническим характеристикам

Еще одним параметром классифицирования вентиляторов в вентиляционных системах являются технические параметры, такие как давление, быстрота вращения, мощность установки, скорость наполнения помещения чистым воздухом, коэффициент полезного действия и степень шумности.

Вентиляторы в вентиляционных конструкциях используются как в быту, так и на производстве — в цехах, где происходит покраска деталей и перекачка различных газосмесей, в общественных заведениях пищевой промышленности и государственных учреждениях.

Все вентиляционные установки облегчают труд человека, делая его пребывание в помещении более комфортным и безопасным.

Типы и виды вентиляторов

Вентилятор – вид машины, осуществляющей перекачку газовых сред без существенного повышения давления. Вот такое довольно мудреное объяснение сущности этого незаменимого в быту и на производстве устройства можно найти в технической литературе для специалистов. Теперь давайте попробуем, буквально на пальцах, разобраться в том, какие типы вентиляторов существуют и для чего они применяются.

Принципы, используемые для перекачки воздуха

Для людей, далеких от техники и с прохладцей относившихся в школе к урокам физики, вообще может быть непонятно то, как можно перекачать субстанцию, которая субъективно бесплотна и не имеет какой-либо упорядоченной структуры. На самом деле любой газ и воздух, как их механическая смесь, обладает вязкостью.

В ее наличии можно убедиться на несложном опыте: если один диск (можно из картона) подвесить на нитке, а другой расположить под ним и вращать чем-либо, то верхний, в конце концов, так же начнет вращаться. Если вам не хочется ставить опытов, вспомните, насколько упругой бывает среда, если выставить руку из окна автомобиля.

Поскольку воздух обладает и плотностью, и вязкостью, его можно переместить из одного места в другое. Для этого надо лишь создать локальную зону с перепадом давления. Это можно сделать двумя способами:

  1. Естественным. Для этого строится высокая вертикальная труба, которая становится каналом перекачки – внизу давление выше, вверху ниже. Без канала, который ограничивает пространство, тяги воздуха не возникнет. Это объясняется так называемым законом Бернулли – любой поток при уменьшении его сечения ускоряется, а давление внутри него падает. Такой принцип используется при создании естественных (пассивных) систем вентиляции, которые одновременно являются и вытяжными, и приточными.
  2. Искусственным. Например, нагревом, при котором воздух расширяется, увеличивается в объеме и теряет в удельном весе, а на его место начинает притекать холодный. Однако наибольшей эффективности в перекачке газовых сред можно достичь использованием особых приспособлений – крыльчаток, которые, во-первых, создают разрежение. А, во-вторых, разгоняют поток газов, используя их вязкость. Вот именно их и называют вентиляторами.

Типы и виды вентиляторов

Тип вентиляторов определяется тем, какая крыльчатка в них используется. Они бывают:

  • Аксиальные (осевые, прямоточные).
  • Радиальными.
  • Тангенциальными.
  • Безлопастными.

А по виду они могут быть канальными, крышными, напольными, кухонными вытяжными, нагнетательными, управляемыми и неуправляемыми.

Аксиальные вентиляторы

Осевые вентиляторы прогоняют воздух вдоль оси крыльчатки. На этом рабочем органе находится две, три, четыре или больше лопастей, наклоненных к оси, и в ряде случаев имеющих аэродинамический профиль – с нагнетаемой стороны они вогнутые, а в сторону нагнетания выгнутые. Каждая лопасть – это сегмент плоской спирали. Когда она вращается, условная точка на ее грани совершает поступательное движение. Это и является силой, побуждающей соприкасающуюся с ней среду двигаться в ту же сторону.

Если сечение лопасти аэродинамическое, то на ее выгнутой поверхности образуется разрежение, увеличивающее силу втягивания и эффективность вентилятора. Однако это же мешает изменять направление перекачивания. Поэтому реверсивные вентиляторы имеют крыльчатку с плоскими лопастями.

Крыльчатка может быть как открытой, тогда ее эффективность (КПД) не слишком велика, так и закрытой, заключенной в отрезок трубы. Чем он длиннее, тем сильнее разгон перекачиваемого потока и выше производительность машины. Вентиляторы с открытой крыльчаткой чаще всего применяются для создания комфортной атмосферы в помещении. Закрытая крыльчатка, или импеллер, обладают большой производительностью. В быту их используют в кухонных вытяжках, а также в компьютерных кулерах.

Радиальные вентиляторы

У них крыльчатка похожа на беличье колесо и заключена в кожух, похожий на раковину улитки в один оборот, открытую с одного бока. Воздушный поток двигается поперек оси вращения (по радиусу). В этом случае к разрежению и захватыванию потока поверхностным трением прибавляется центробежная сила. Поэтому радиальные вентиляторы дают очень мощный и плотный поток, который используется в промышленных установках. В зависимости от того, в какую сторону направлено заборное окно кожуха – на улицу или в помещение, они могут играть роль как вытяжки, так и нагнетателя.

Тангенциальные вентиляторы

Отличаются от радиальных тем, что перемещаемый поток воздуха поступает с внешней стороны «улитки». Поэтому в большей степени он приводится в движение благодаря своей вязкости. Эффективность такой установки невелика, но они находят применение в климатической технике, когда охлажденный в специальном устройстве воздух надо подать в помещение плавно, не создавая дискомфорта.

Безлопастные вентиляторы

В их конструкции используется принцип эжекции – вовлечения в движение большего объема среды меньшим. Безлопастной вентилятор снаружи – это кольцо, внутренняя поверхность которого имеет форму крыла самолета – она выгнута, причем радиус изгиба меньше с той стороны, откуда воздух закачивается, а к выходу изгиб переходит в плавное расширение.

Эжектором выступает небольшой вентилятор, расположенный в основании прибора. Он подает поток воздуха в отверстия, расположенные по всей длине окружности на входе кольца. Двигаясь по изогнутой поверхности, он создает разрежение, в которое втягивается воздух из помещения. Прокачиваемый через кольцо объем в 20 раз больше, чем тот, что его инициировал.

Достоинством прибора является то, что поток воздуха ламинарный – равномерный, похожий на дуновение природного ветра. В то время как газ, прошедший через крыльчатку, – это вихрь, имеющий точки максимума и минимума давления. По этой причине безлопастные вентиляторы чаще используют в быту, субъективно они более комфортны.

Канальные, крышные, форточные…

Виды вентиляторов различаются по месту их установки. В последнее время широкое распространение получили так называемые канальные – устанавливаемые внутри вентиляционных каналов, что в ряде случаев удобнее, поскольку позволяет сэкономить место. Например, когда система вентиляции проложена в потолочном перекрытии.

Канальный вентилятор – это классический аксиальный импеллер. Это модуль, состоящий из крыльчатки и электродвигателя, которые помещены в трубу с фланцевыми креплениями на концах. Провод электропитания выведен наружу. В зависимости от формы канала, в которые они встраиваются, такие устройства бывают круглыми, квадратными и прямоугольными.

Читать еще:  Как утеплить металлические двери не разбирая?

Крышные вентиляторы устанавливаются на крышах. Они всегда вытяжные, поскольку вверху скапливается самый горячий и загрязненный аэрозолями воздух. Это промышленные установки и тип крыльчатки у них разный. При необходимости прокачки больших объемов устанавливают радиальные машины.

Управление вентиляторами

Управление вентилятором может быть как ручным, так и автоматическим. В последнем случае применяются датчики, оценивающие качественные параметры перекачиваемой газовой среды. Например, температуру или влажность.

Вентиляторы – это очень важные и необходимые устройства, которые часто выполняют свою работу, не привлекая к себе внимания. Например, сейчас они прогоняют воздух в вашем компьютере, охлаждая процессор, блок питания и видеокарту. Без них вы бы не смогли прочитать эту статью и путешествовать по просторам интернета.

Типы и виды вентиляторов

Вентиляция

Под вентиляцией принято понимать воздухообмен в помещении, когда отработанный воздух удаляется и замещается свежим. Различают следующие типы вентиляции — естественную и с механическим побуждением, приточную и вытяжную, канальную и бесканальную, местную и общеобменную.

Вентиляция необходима с целью создания благоприятных условий для здоровья и самочувствия человека, сохранения оборудования и строительных конструкций здания, хранения материалов, продуктов, книг и т. д.

Одним из наиболее эффективных систем воздухообмена является вентиляция с механическим побуждением. Ключевыми элементами в организации такого воздухообмена являются вентиляторы. На сегодняшний день они широко используются для воздухообмена на промышленных предприятиях, для вентиляции квартир, торговых центров, бассейнов и др.

Типы и виды

В вентиляционных системах вентиляторы предназначены для транспортирования воздуха от источника забора до помещения. Это устройства для перемещения газов со степенью сжатия не более 1,5 (то есть разность давлений на входе и выходе должно быть не более 15 кПа). В случае, если подача воздуха происходит посредством воздуховодов, то они должны быть выбраны таким образом, чтобы поток подаваемого воздуха смог преодолеть сопротивление вентиляционной сети, которое создается за счет изгибов и поворотов воздуховодов, наличием решеток, фильтров и т.д. Сопротивление сети вызывает перепад давления, и величина этого перепада является определяющим фактором при выборе данного устройства.

Осевые вентиляторы

Они просты по конструкции, технологичны и дешевы при изготовлении, что в значительной степени обуславливает их широкое применение. Конструкция предусматривает движение входящего и выходящего воздушного потока вдоль оси двигателя.

Первый в мире осевой вентилятор был смонтирован и успешно использовался в Англии в 1734 году. До сих пор они применяются в различных сферах деятельности. Помимо решения вопросов вентиляции помещений, они находят широкое применение в вентиляции квартир, в охлаждении электроники, в приточных установках, используются в турбовентиляторных авиационных двигателях, монтируются в аэродинамические трубы и т.д.

Наиболее выраженным примером осевого является пропеллерный. Он имеет низкую эффективность, которую можно повысить, встраивая его в цилиндрический корпус (в этом случае показатель эффективности пропеллерного типа возрастает до 75%). Если сразу за лопастным колесом закрепить направляющие лопасти, то его эффективность увеличится еще на 10 %.


Прохождение воздушного потока через осевой вентилятор.

Радиальные вентиляторы

Впервые был запущен в 1835 г. и использовался для проветривания алтайского рудника. Конструкция и производительность изначально предполагали его использование в промышленных целях. В первую очередь обусловлено это тем, что они способны создавать достаточно высокое общее давление за счет формы рабочего колеса и лопаток.

Всасываемый через заборное отверстие воздух под действием вращения ротора, за счет специальной формы лопаток также приобретает вращательное движение и посредством центробежной силы выбрасывается под прямым углом к заборному отверстию.

Прохождение воздушного потока через радиальный вентилятор с загнутыми вперед лопатками.

Стрелка означает направление вращения вентилятора (в данном случае — по часовой стрелке).

Лопатки могут иметь различную форму и расположение относительно оси ротора. В первом случае лопатки загнуты назад (иллюстрация B). Производительность в значительной степени зависит от давления воздуха. Они не рекомендуются для работы с загрязненным воздухом. При сохранении низкого уровня шумовых характеристик их эффективность достигает 80%.

Радиальные вентиляторы с лопатками загнутыми назад наиболее эффективны в узком спектре, находящемся в левой части кривой графика эффективности. А с прямыми лопатками, отклоненными назад, весьма эффективны для работы с загрязненным воздухом. Здесь можно добиться эффективности до 70%.

Прямые радиальные лопатки (иллюстрация R) предотвращают налипание загрязняющих веществ на лопастное колесо. Такой тип лопаток позволяет достигнуть эффективности до 55%.

В случае, если лопатки загнуты вперед (иллюстрация F), изменение давления оказывает незначительное воздействие на объем воздуха. А с загнутой вперед крыльчаткой имеют меньшие габариты, чем предыдущие и имеют оптимальные показатели в правой части графика эффективности, и соответствует примерно 60%. На сегодняшний день данный тип оборудования находит широкое применение в производственных целях.

Диагональные вентиляторы

Являются синтезом радиальных и осевых. Воздух, проходя сквозь него, движется в осевом направлении, а затем в лопастном колесе отклоняется на 45 градусов. Радиальная крыльчатка за счет центробежной силы, действующей в радиальном направлении, увеличивает статическое давление. Достигаемая эффективность — до 80%.

Прохождение воздушного потока через диагональный вентилятор.

Диаметральные вентиляторы

Как правило, имеют форму продолговатого цилиндра и ротор в виде «беличьей клетки» — пустой в центре и лопатки вдоль периферии. Вместо стенок они имеют загнутые вперед лопасти. Забор воздуха происходит с фронтальной части. Воздух увлекается вращающимися лопатками, а затем благодаря диффузору приобретает ускорение в нужном направлении.

Они производят равномерный воздушный поток вдоль всей ширины ротора и имеют наиболее низкие шумовые характеристики. Несмотря на небольшой диаметр рабочего колеса, диаметральные тип способен подавать значительные объемы воздуха. Создаваемое ими давление сравнительно низкое, и тангенциальные вентиляторы, в основном, применяются в системах, где напор воздуха не важен — воздушные завесы, кондиционеры, фанкойлы и др.

Уровень их эффективности может достигать 65%.

Прохождение воздушного потока через диаметральный вентилятор.

Иные виды вентиляторов

В зависимости от конструктивного исполнения и назначения вентиляторы могут быть напольного, настольного, настенного, потолочного или канального исполнения, а также крышные.

Так наиболее простым примером вентиляции квартир является применение настольного или напольного типа.

Они, как правило, не имеют направляющего корпуса и служат только для перемешивания воздушных масс в помещении.

Немногим более эффективна вентиляция квартир, когда вентиляторы устанавливаются в оконные проемы, форточки или специальные проемы в стене. При этом, они работают на удаление воздуха из помещения, а поступление свежего воздуха происходит за счет естественной инфильтрации — притока воздуха через неплотности в элементах строения.

В случае если воздух только удаляется из помещения, а замена его новым происходит естественным путем, вентиляция называется вытяжной. В противном случае, когда воздух при помощи вентиляционной системы принудительно подается в помещение, вентиляция называется приточной.

Как правило, приточная установка для подачи свежего воздуха использует систему воздуховодов. Приточная установка позволяет производить забор свежего воздуха, его предварительную обработку (фильтрацию, подогрев или охлаждение, увлажнение или осушение) и транспортирование в помещение. Наиболее простая по конструкции приточная установка состоит из корпуса, вентилятора, фильтра и тена (электрического нагревателя).

Вентиляция квартир наиболее эффективна и оптимальна, когда объемы удаляемого и приточного воздуха сбалансированы. То есть, одновременно с одинаковой производительностью работают и приточная установка, и вытяжная вентиляция. Такие системы называют приточно-вытяжными.

По исполнению вентиляторы делятся на многозональные, канальные и крышные.

Отличительной чертой многозональных является корпус, позволяющий подключить одновременно несколько воздуховодов. Многозональные вид незаменим на объектах, где вытяжку воздуха (или наоборот его подвод) необходимо делать из нескольких помещений сразу. Их применение позволяет оптимизировать сети воздуховодов и сократить затраты на эксплуатацию всей вентиляционной сети в целом.

Канальные вентиляторы — наиболее распространенный вид оборудования для монтажа в вентиляционные каналы круглого и прямоугольного сечений. Они могут быть как осевого, так и радиального типа. Имея небольшие габариты, они могут монтироваться непосредственно в сечении воздуховодов.

Крышные, по определению, предназначены для установки на крышах зданий. В связи с более жесткими условиями эксплуатации (атмосферные осадки и постоянные ветровые нагрузки) их корпус изготавливается на усиленной раме из антикоррозионных материалов — оцинкованная или гальванизированная сталь, защитные эпоксидные покрытия и т.д. Они могут использоваться как для решения вопросов общей вентиляции, так и для местной, к которым относится вентиляция и вытяжка каминов, печей, газовых котлов и тому подобного оборудования.

Каждый тип вентилятора, в зависимости от предъявляемых к нему требований и условий эксплуатации, может иметь дополнительные конструктивные особенности — противопожарное исполнение, повышенную стойкость к вибрациям, пониженные шумовые характеристики, для дымоудаления, изготавливаться из материалов подходящих для агрессивных или запыленных сред, и т. д.

Теоретические расчеты характеристики сети

где:
delta P = общее давлении вентилятора (Па)
qv = расход воздуха (м³/ч или л/с)
k = постоянная

Пример:
Вентилятор подает 5 000 м³/ч при давлении 250 Па.
A. Как изобразить характеристику сети на графике?
a) Поставьте точку на характеристике (1),где давление составляет 250 Па , а расход — 5 000 м³/час.
Введите это значение в вышеприведенную формулу для получения значения константы k.
k = delta P / qv2 = 250 / 50002 = 0.00001
b) выберите произвольное снижение давления, например, 100 Па, рассчитайте расход воздуха и поставьте на графике точку (2).

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector