Radiálny ventilátor: špecifiká zariadenia a princíp činnosti zariadenia

S rozvojom priemyselného sektora si veľké množstvo technologických procesov vyžadovalo nútený prívod vzduchu.Bokom nezostal ani sektor domácností. Niektoré typy komunikácií vyžadujú pravidelný prísun čerstvého vzduchu.

Elegantným riešením tohto problému bol odstredivý ventilátor, ktorý je schopný autonómne čerpať potrebné množstvo vzdušnej hmoty. Ale ako je to navrhnuté a ako to funguje? Práve tieto otázky podrobne preskúmame v našom článku.

Zoberme do úvahy konštrukčné vlastnosti zariadenia, jeho možnosti, rozsah použitia a najlepších výrobcov, ktorých produkty sú prezentované na trhu. Poskytneme tiež odporúčania pre výber vhodného modelu ventilátora.

Podstata čerpania a riedenia vzduchu ventilátorom

Ventilátor je mechanická konštrukcia, ktorá je schopná spracovať prúd zmesi plynu a vzduchu zvýšením jej špecifickej energie pre následný pohyb.

Táto architektúra jednotky umožňuje vytvoriť efekt vstrekovania alebo zriedenia pracovného plynu v priestore prostredníctvom zvýšenia alebo zníženia tlaku (mechanizmus premeny energie).

Tlak plynu sa chápe ako nekonečný proces chaotického pohybu molekúl plynu, ktoré narážajú na steny uzavretého priestoru a vytvárajú na ne tlak.

Preto čím vyššia je rýchlosť týchto molekúl, tým viac nárazov a vyšší tlak. Tlak plynu je jednou z hlavných charakteristík plynu.

Na druhej strane má každý plyn ďalšie dva parametre: objem a teplotu. Objem je množstvo priestoru vyplneného plynom. Teplota plynu je termodynamická charakteristika, ktorá súvisí s rýchlosťou molekúl a tlakom, ktorý vytvárajú.

Tieto „tri piliere“ sú založené na molekulárnej kinetickej teórii, ktorá je základom pre popis všetkých procesov spojených so spracovaním plynov a zmesí plynov.

Proces vstrekovania je nútená koncentrácia molekúl v obmedzenom priestore nad určitú normu. Napríklad všeobecne akceptovaný tlak vzduchu na zemskom povrchu je približne 100 kPa (10⁵ kilo pascalov) alebo 760 mm Hg. čl. (milimetre ortuti).

S rastúcou výškou nad zemským povrchom klesá tlak a vzduch sa stáva redším.

Atmosférický tlak je hmotnosť stĺpca vzduchu vzhľadom na povrch, nad ktorým sa nachádza. Nie hmotnosť, ale hmotnosť P=mg. Merané barometrom, ostatné typy tlaku sú určené manometrom

Rarefakcia je opačný proces čerpania, počas ktorého molekuly opúšťajú uzavretý systém. Objem zostáva rovnaký, ale počet molekúl výrazne klesá, preto sa znižuje tlak.

Pumpovací efekt je potrebný na vynútenie pohybu vzduchu. Je možné pohybovať vzduchom cez efekt zriedenia: na obnovenie rovnováhy tlaku v celom systéme sa molekuly presúvajú z koncentrovanejšej oblasti molekúl do menej koncentrovanej.

Takto sa pohybujú molekuly plynu.

Na určenie rýchlosti prúdenia vzduchu vonku alebo vo vnútri budovy sa často používa špeciálny nástroj - anemometer. Nepostrádateľné zariadenie na navrhovanie ventilačných systémov

Existuje množstvo usporiadaní ventilačných systémov, ale možno ich rozdeliť do niekoľkých tried podľa určitých parametrov:

1. Podľa dohody. Existujú ventilátory na všeobecné a špeciálne účely. Ventilátory sa používajú na normálny pohyb plynu. Špeciálne ventilátory sa používajú na pneumatickú dopravu, prepravu agresívnych a výbušných zmesí plynov.
2. Podľa rýchlosti. Existujú kolesá s lopatkami s nízkou, strednou a vysokou špecifickou rýchlosťou otáčania.
3. Podľa rozsahu tlaku. Sú známe systémy na generovanie nízkeho (do 1 kPa), stredného (1–3 kPa), vysokého (viac ako 3 kPa) tlaku.

Niektoré priemyselné a domáce procesy využívajúce dúchadlá prebiehajú v extrémnych podmienkach prostredia, preto sú na zariadenia kladené zodpovedajúce požiadavky.

Môžeme teda hovoriť o jednotkách odolných voči prachu, vlhkosti, teplu, korózii, iskreniu a zariadeniam na odvod dymu a konvenčných ventilátoroch.

Informácie o typoch ventilátorov sú podrobne rozobrané v inom náš článok.

Dizajn odstredivého ventilátora

Odstredivý konštrukčný systém je čerpací mechanizmus s radiálnou architektúrou, ktorý je schopný generovať tlak akéhokoľvek rozsahu.

Určené na prepravu jedno- a polyatómových plynov vrátane chemicky „agresívnych“ zlúčenín.

Dizajn je „opláštený“ kovovým/plastovým puzdrom, ktoré sa nazýva ochranné puzdro. Plášť chráni vnútornú komoru pred prachom, vlhkosťou a inými látkami, ktoré môžu negatívne ovplyvniť prevádzku jednotky.

Kvalitný ventilačný výrobok má vždy určitú triedu ochrany. Stupeň ochrany plášťa (Ingress Protection) je jednotný medzinárodný štandard kvality výrobkov, ktorý určuje úroveň ochrany zariadení pred vplyvmi prostredia.

Radiálny ventilátor vyvíja výrazne vyšší tlak ako axiálna verzia. Je to spôsobené komunikáciou časti vzduchu vstupujúceho do bubna s energiou generovanou počas prechodu zo vstupu na výstup systému.

Mechanizmus je poháňaný elektromotorom alebo spaľovacím motorom (typické pre priemyselné ventilátory). Najbežnejšou metódou je elektrický motor, ktorý otáča hriadeľ s obežným kolesom.

Existuje niekoľko známych možností prenosu rotačného pohybu z motora na obežné koleso:

• elastická spojka;
• Prevod klinovým remeňom;
• plynule meniteľný prevod (hydraulická alebo indukčná klzná spojka).

Vzhľadom na existenciu veľkého množstva výrobných spoločností, ktoré vytvárajú unikátne systémy s najrôznejšími dynamickými parametrami, majú spotrebitelia k dispozícii pomerne širokú škálu ventilátorov.

Kryt má dva hlavné kanály: vstupný a výstupný. Zmes plynov vstupuje do prvého kanála, pohybuje sa do komory, tam sa spracováva a potom vystupuje do druhého

V dôsledku intenzívnej práce vývojárov máme pre takéto stroje širokú škálu aplikácií, vrátane:

• ventilačné a vykurovacie systémy v súkromných a viacpodlažných budovách;
• dodávka a čistenie vzduchu pre nebytové budovy;
• filtračné systémy v poľnohospodárstve;
• realizácia technologických procesov v ľahkom a ťažkom priemysle rôznych smerov.

Existujú aj možnosti použitia dúchadiel v hasiacich systémoch a ultrarýchla výmena vzduchu v stiesnených priestoroch.

Takéto ventilátory pracujú s vysokoteplotnými zmesami plynov, čo zaväzuje výrobcov zahrnúť do technickej dokumentácie informácie o súlade ich zariadení s medzinárodnými normami.

Osvedčená a jednoduchá konštrukcia odstredivého mechanizmu má množstvo jasných výhod:

• vysoká spoľahlivosť a neprekonateľný výkon;
• jednoduchosť a dostupnosť údržby zariadenia;
• bezpečnosť integrácie a prevádzky jednotiek;
• minimálne náklady na energetické zdroje a opravy v prípade poruchy.

Okrem toho majú dúchadlá pomerne nízky prah hluku, čo umožňuje ich použitie v domácich podmienkach.Radiálne ventilátory majú tiež mimoriadne dlhú životnosť vďaka absencii priameho kontaktu pracovných častí mechanizmu v pracovnej komore.

Vlastnosti pracovného cyklu zariadenia

Pozrime sa na všeobecný princíp činnosti odstredivého dúchadla s radiálnym dizajnom. Všimnite si, že odborníci rozlišujú dve hlavné konštrukcie ventilátorov: s axiálnym a radiálnym umiestnením vstupu, do ktorého je nasávaný prúd vzduchu.

To ovplyvňuje predovšetkým možnosť inštalácie ventilátora do systému a nemá prakticky žiadny vplyv na celkový výkon.

Radiálny ventilátor môže pracovať ako s obyčajným vzduchom, ktorý odoberá z priestoru, tak aj s prúdiacim vzduchom, ktorý prechádza vzduchovým potrubím (efekt vyrovnávania plôch s rôznymi tlakmi)

Axiálny vstup je typický pre objemové dúchadlá na všeobecné použitie. Radiálne umiestnenie prívodu je typické pre hlavné dúchadlá.

Počas prvej fázy pracovného cyklu ventilátora prúdi vzduch na povrch rýchlo rotujúceho obežného kolesa. Lopatky obežného kolesa rozdeľujú vzduch na malé objemy, ktoré sa pohybujú vo vnútri pracovnej komory.

Tu sa hromadí vzduchová hmota, to znamená, že vzduchová hmota je priamo stlačená do malého objemu.

Samotný dizajn tela jednotky má svoje vlastné charakteristiky.

Známe sú dva najbežnejšie tvary trupu:

• zaoblené;
• špirála.

Zaoblený tvar krytu je typický pre ventilátory, ktoré pohybujú obrovské množstvo vzduchu v krátkom čase procesu. A špirálový tvar je vlastný ventilátorom, ktoré dodatočne stláčajú objem vzduchu a vytvárajú stredný a vysoký tlak.

V druhom stupni sa do pracovnej komory čerpá vzduch. Ako je známe, pri konštantnom objeme s nárastom celkovej hmotnosti molekúl plynu sa zvyšuje počet zrážok molekúl, a preto sa zvyšuje ich rýchlosť. V dôsledku toho sa tiež zvyšuje tlak plynu.

Veľký význam má tvar a počet lopatiek. Bez výnimky sa všetky možnosti obežného kolesa testujú v aerodynamických tuneloch, aby sa určili optimálne prevádzkové podmienky

V záverečnej fáze sa stlačený plyn odvádza z pracovnej komory do výstupu. Potom vzduch prechádza do centrálneho vzduchového potrubia a pohybuje sa v naznačenom smere.

Proces riedenia prebieha presne naopak. Vzduch sa odoberá zo vzduchového potrubia alebo stiesneného priestoru, kde je potrebné vytvoriť riedky priestor a vypúšťať ho do prostredia alebo iného stiesneného priestoru.

Špecifikácia odstredivého ventilátora

Kompresorové systémy sa vyznačujú množstvom konštrukčných a dynamických rozdielov, ktoré je potrebné zohľadniť pri ich výbere a implementácii do ventilačného systému.

Špecifikácie zahŕňajú:

• konštrukcia samotného dúchadla;
• typ motora;
• Riadiaci blok;
• umiestnenie obežného kolesa a prenos rotačného pohybu z motora;
• uhol umiestnenia vstupných a výstupných potrubí;
• materiál, z ktorého sú časti výrobku vyrobené, jeho rozmery a hmotnosť.

Odborníci dbajú aj na zhodu produktov s medzinárodnými normami: normy ISO/IEC a GOST, označenia IP, smernice ATEX atď.

Dynamické vlastnosti zahŕňajú technické parametre výkonu dúchadla: generovaný tlak a koeficient poklesu tlaku, otáčky a maximálna prietoková teplota, otáčky hriadeľa a hladina akustického tlaku, účinnosť a výkon motora

Výtlačný tlak je maximálna hodnota, ktorú je ventilátor schopný vytvoriť počas prevádzky v nominálnom režime.

P_v =P_sv +P_dv,

Kde: P_v - celkový tlak, P_sv - statický tlak, P_dv - dynamický tlak.

Diferenčný koeficient - rozdiel medzi vstupným a generovaným tlakom (bar).

Objemový prietok vzduchu je množstvo zmesi plynov, ktoré sa pohybuje za jednotku času (produktivita). Zvyčajne sa počíta v m³/h pre domácich výrobcov, liter/min pre zahraničných.

Frekvencia otáčania je počet plných otáčok obežného kolesa za jednotku času. Vypočítané v ks/s alebo Hz. Je potrebné mať na pamäti, že úroveň zaťaženia vzduchového ventilátora by nemala presiahnuť 75% maxima.

Pri dlhšej práci v režime preťaženia s vysokou rýchlosťou otáčania sa ventilátor prehrieva a môže rýchlo zlyhať. Tento proces však možno riadiť riadením podľa vlastného uváženia. Načo sa to používa? regulátor rýchlosti ventilátor

Akustický tlak je hladina hluku z rotujúcich častí a vzduchového trenia medzi kovom. Merané vo vzdialenosti 3 metre od zdroja pri prevádzke pri maximálnom zaťažení. Pri výbere neustále bežiaceho ventilátora treba počítať s hlučnosťou.

Väčšina zariadení je vybavená tlmičmi hluku a hluku pozadia. Normy hluku: nie viac ako 50 dBa pre domáce priestory a nie viac ako 75 dBa pre priemyselné priestory

Jedným zo zariadení s minimálnou hladinou hluku je bezlopatkový ventilátor.

Účinnosť ventilátora je výsledkom nasledujúcich troch koeficientov:

• straty v prúdení vzduchu;
• netesnosti cez medzery v konštrukcii;
• mechanická účinnosť produktu.

Pre odstredivé ventilátory je celková účinnosť v rozmedzí od 0,7 do 0,85, pre axiálne (kanálové) ventilátory - nie viac ako 0,95. Pri výbere radiálneho ventilátora je potrebné zohľadniť bezpečnostný faktor elektromotora 1,2. To znamená, že výkon elektromotora zvoľte o 20 % viac, ako je potrebné.

Výkon motora ventilátora je určený vzorcom:

N = (Q*P)/(102*3600*účinnosť),

Kde: Q — produktivita (objemový prietok vzduchu), P - vytvorený tlak.

Výber ventilátora podľa požiadaviek

Proces výberu ventilačného zariadenia pre priemyselné zariadenie (dielňa, hangár) je pomerne zaujímavý a zložitý proces, ktorý musí vykonať špecialista. Vlastnosti vetrania priemyselných priestorov podrobne recenzované tu.

Pre bežné byty a súkromné ​​domy už existujú hotové riešenia. Vo všeobecnom prípade (pre 2-3 izbový byt) máme nasledujúcu architektúru ventilačného systému:

• v obytných miestnostiach sú inštalované ventilátory, ktorých počet závisí od veľkosti priestorov a počtu obyvateľov;
• výfukové difúzory sú integrované v kuchyni a kúpeľni plus sú položené vzduchovody do vzduchotechnickej jednotky.

Radiálny ventilátor obsahuje riadiacu jednotku, filtračný systém na čistenie vzduchu, elektromotor a samotný radiálny ventilátor.

Pre uvedený ventilačný systém sú vhodné nástenné ventilátory radu CF od firmy Vents s objemom do 120 m3.³/hod

Súčasný trh s ventilačnými zariadeniami predstavuje široká škála spoločností zahraničnej výroby: Systemair, Soler&Palau, OSTBERG, Rosenberg, HELIOS, Maico, Ruck Ventilatoren GmbH, AeroStar, Blauberg, Elicent, Rhoss, Frapol, CMT CLIMA, HygroMatik GmbH, Winterwarm, Tecnair LV, AERIAL GmbH, MITA.

Výrobky od týchto spoločností budú vynikajúcim riešením pre problémy s ventiláciou akéhokoľvek rozsahu.

Domáce značky Vents, Elkom, Domovent a Veza im nie sú v kvalite výroby a spoľahlivosti zariadení nižšie. Ak máte akékoľvek pochybnosti o presnosti vykonaných výpočtov alebo výbere konkrétneho modelu, odporúčame kontaktovať službu podpory ktorejkoľvek zo spoločností.

Ak ste vlastníkom súkromnej 1-2 podlažnej budovy, priemyselného alebo obchodného objektu podobného areálu (reštaurácia, sklad, jedáleň, kaviareň, kancelária), pri výbere zariadenia musíte brať do úvahy objem priestorov, resp. rýchlosť výmeny vzduchu, dĺžka a prierez hlavných potrubí.

Úlohy vetrania a odvodu dymu hravo zvládnu viaczónové dúchadlá alebo strešné ventilátory série KROM od firmy Veza, ventilátory série VN od firmy Vents a iné

Určite si dajte pozor na doplnkovú funkcionalitu radiálnych ventilátorov a možnosť integrácie do najrôznejších klimatizačných systémov.

Radiálne dúchadlá tak môžu byť vybavené pomocnými komponentmi:

• Nastaviteľné časovače a intervalové spínače, fotosenzory a detektory vlhkosti;
• regulátory rýchlosti a indikátory stavu;
• snímače preťaženia elektromotorov a nedostatku elektrickej energie;
• pružinové tlmiče vibrácií alebo gumové izolátory vibrácií.

Ak je ventilátor umiestnený vo vnútri bytu alebo domu, môže byť pokrytý odnímateľným predným dekoratívnym panelom vyrobeným z hliníka alebo plastu s prihliadnutím na interiér miestnosti.

Pre mnohých používateľov je dôležitým kritériom pri výbere ventilátora hlučnosť. Hľadáte tichý ventilátor do vašej kúpeľne? Odporúčame vám oboznámiť sa s hodnotením tichých fanúšikov.

Závery a užitočné video na túto tému

V nasledujúcom videu špecialisti Elcom jasne hovoria o odstredivých ventilátoroch:

Nižšie je uvedený vynikajúci príklad inštalácie domáceho ventilátora v kúpeľni:

Ďalšia možnosť inštalácie nízkoenergetického domáceho ventilátora v byte:

Klasický radiálny ventilátor je výsledkom dlhoročných skúseností s návrhom a výrobou vzduchotechnických zariadení. Ide nielen o vynikajúce riešenie pre priemysel, ale aj o optimálny nástroj leteckej dopravy pre obytné a kancelárske priestory.

Uvažujete o kúpe radiálneho ventilátora? Alebo ste si všimli nezrovnalosť v rozloženom materiáli? Opýtajte sa svoje otázky a objasnite technologické aspekty v sekcii komentárov.

Alebo možno ste už nainštalovali takýto ventilátor v kúpeľni? Ste spokojný s jeho prácou? Vybrali ste si správny výkon zariadenia pre vašu izbu? Pošlite fotku svojho fanúšika a zanechajte komentár.