Typy ventilátorov: klasifikácia, účel a princíp ich činnosti
Ventilátor je základom každého systému umelého vetrania. Zariadenie je široko používané v každodennom živote a je nepostrádateľné v mnohých oblastiach ľudskej činnosti.Pri plánovaní nákupu ventilačného zariadenia musíte pochopiť špecifiká jeho konštrukcie a prevádzky.
Článok predložený na preskúmanie podrobne popisuje typy ventilátorov, ich konštrukčné vlastnosti, princípy fungovania a účel každej jednotky. Povieme vám o prioritných oblastiach pre výber vhodného modelu. Tu sa dozviete, ako vybrať zariadenie v závislosti od prevádzkových podmienok.
Obsah článku:
Klasifikácia ventilátorov podľa základných parametrov
Ventilátory sú mechanické zariadenia určené na pohyb, prívod alebo odvod vzduchu a plynov. Cirkulácia vzduchu nastáva v dôsledku tlakového rozdielu medzi vstupnými a výstupnými kanálmi ventilačnej jednotky.
Ventilátory sa používajú všade. Nepostrádateľné zariadenia pri aranžovaní prívodný a výfukový ventilačný komplex budov, ofukovacích pracovných prvkov v klimatizáciách a vykurovacích zariadeniach.
Všeobecná klasifikácia vetracích jednotiek je založená na rôznych parametroch.
Medzi hlavné kritériá klasifikácie patria:
- konštrukcia a princíp činnosti zariadenia;
- účel a prevádzkové podmienky ventilátora;
- spôsob inštalácie;
- spôsoby pripojenia zariadenia k elektromotoru;
- technické vlastnosti: stupeň krytia IP, generovaný tlak, spotreba energie, rýchlosť otáčania, účinnosť a hladina akustického tlaku.
Podľa typu prevedenia existuje päť modifikácií ventilátorov: axiálne, odstredivé, diagonálne, diametrálne a bezlopatkové.
Na základe prevádzkových podmienok sa delia tieto typy strojov na fúkanie plynu:
- spotrebiče na všeobecné použitie;
- ventilátory na špeciálne účely.
Do prvej skupiny patria jednotky určené na prácu so vzduchom a neaktívnymi prúdmi plynu, ktorých teplota nepresahuje +50°C. Do druhej skupiny patria špeciálne zariadenia: žiaruvzdorné, nevýbušné, prachotesné, koróziivzdorné a dymotesné.
Podľa spôsobu inštalácie sa rozlišujú:
- štandard – inštalácia sa vykonáva na podperu;
- strecha - inštalácia na strechu budovy;
- potrubie – umiestnené vo vnútri vetracieho potrubia;
- viaczónové - modely určené na pripojenie k niekoľkým vzduchovým kanálom.
Na pohon ventilačnej jednotky sa používajú elektromotory.
Existuje niekoľko možných spôsobov pripojenia motora k obežnému kolesu:
- priame spojenie;
- Prevod klinovým remeňom;
- plynulý záves.
Po určení vhodného typu ventilátora sa vyberie model s optimálnymi technickými vlastnosťami.
Princíp činnosti rôznych typov zariadení
Hlavným kritériom pri výbere ventilátora je jeho konštrukcia a princíp fungovania. Konštrukčné vlastnosti a technické nuansy určujú účinnosť zariadenia, hladinu hluku, prevádzkovú účinnosť a možnosť jeho použitia v určitých podmienkach.
Axiálna jednotka – klasický ventilátor
Axiálny (axiálny) ventilátor je široko používaný v domácnostiach ventilačné systémy súkromných domov, v kúpeľňových digestoroch, v komplexných odsávačoch, ako chladiaci prvok pre rôzne zariadenia a elektroniku, ako aj v aerodynamických tuneloch a turboventilačných motoroch v oblasti letectva.
Dizajn modelov sa vyznačuje jednoduchosťou prevedenia a malými rozmermi. Hlavné prvky: valcové telo, koleso s lopatkami a pohon.Vnútorný priemer valca musí zabezpečiť bezproblémové otáčanie obežného kolesa. Vzdialenosť medzi lopatkami a krytom je obmedzená na 1,5 % dĺžky rotujúcej lopatky.
Princíp činnosti: rotujúce lopatky zachytávajú vzduch a tlačia ho pozdĺž osi obežného kolesa. V radiálnom smere nedochádza takmer k žiadnemu pohybu prúdov vzduchu. Výkon zariadenia sa reguluje otáčaním nožov.
Charakteristické črty axiálnych modelov:
- nevyžadujú veľkú plochu na inštaláciu;
- ekonomická spotreba energie;
- nízka hladina hluku;
- jednoduchosť prevádzky a opravy;
- nízke náklady.
Výhody prevádzky a použitia axiálnych ventilátorov viedli k ich veľkej obľube v každodennom živote. Modely kufrov na chladenie elektrických spotrebičov a prenosné axiálne jednotky s mriežkami sú široko používané.
Odstredivý model - pevnosť a vysoký výkon
Odstredivé (radiálne) ventilátory sú vysoko účinné - jednotky sú schopné generovať vysoký tlak a pracovať v náročných podmienkach. Dizajn zariadenia obsahuje nasledujúce prvky.
Rám. Plášť difúzora je vyrobený z nitovaného alebo zváraného plechu. Duté teleso má špirálovitý tvar slimáka, konštrukcia obsahuje sacie a výtlačné potrubie. Pre zvýšenie tuhosti je plášť vystužený rebrovaním alebo priečnymi pruhmi.
Pracovné koleso. Lopatkový rotor sa skladá z dvoch kotúčov, lopatiek a náboja.
Konštrukcia kolesa určuje podmienky použitia ventilátora:
- diskless – preprava tokov s pevnými komponentmi;
- jednokotúčový – pohyb vzduchových médií s nízkym obsahom pevných frakcií;
- dvojkotúčový – cirkulácia čistých vzdušných hmôt v rôznych tlakových rozsahoch;
- trojkotúčový – zabezpečujúci obojsmerné odsávanie.
Koleso je pripevnené k hriadeľu pomocou nábojov. Čepele sú pripevnené k diskom a nábojom.
Lopatky. Výkonové charakteristiky a účinnosť jednotky ako celku do značnej miery závisia od tvaru lopatiek:
- aerodynamické krídlo – zabezpečuje nehlučnosť, dobrý výkon a odolnosť zariadenia voči vysokým teplotám;
- dozadu zakrivené – zabraňuje hromadeniu prachu vo vnútri ventilátora, vhodné pre použitie v prostredí s vysokým tlakom;
- zakrivené dopredu – ventilátory s „prednými“ rebrami sú navrhnuté na prácu s veľkým objemom vzduchu a vysokým tlakom a sú odolné voči erózii;
- radiálne - inštalácie kompaktných rozmerov s priemernou účinnosťou, vedenia rotora sú ošetrené ochrannou zmesou proti erózii.
V kolesách so „zadnými“ lopatkami nie je rozdiel medzi statickým a celkovým tlakom veľký, takže ich účinnosť je vysoká. Prevádzková účinnosť dosahuje 80%.
V odstredivých zariadeniach vzduch vstupuje v axiálnom smere a je vypudzovaný v radiálnom smere. Vzduchové hmoty sa pohybujú pod vplyvom odstredivých síl vo valcovom telese.
Celý proces možno rozdeliť do niekoľkých etáp:
- Keď sa koleso otáča, vzduch medzi priestorom lopatiek sa ponáhľa k okraju rotora.
- V dôsledku toho sa v strede kolesa vytvorí zóna nízkeho tlaku. To vedie k absorpcii vzdušných hmôt zvonku.
- V strede komory prúdy vzduchu menia smer z axiálneho na radiálny a vstupujú do oddelení medzi lopatkami.
- V dôsledku rýchlej rotácie sa vzduchové hmoty vrhajú na vnútornú stenu krytu.
- Kinetická energia sa čiastočne premení na energiu kompresie a rýchlosť vzduchu sa zníži - vo vnútri „slimáka“ sa zhromažďuje objemový prúd vzduchu a vytvára sa pretlak.
- Plynná hmota sa ponáhľa do výstupného potrubia, vstupuje do potrubia a potom do pracovného priestoru.
Odstredivé jednotky sa používajú v zásobovacích a výfukových systémoch veľkých priestorov, garáží, obchodných centier a budov, kde je potrebné nepretržité výkonné vetranie.
Diagonálne – kombinácia axiálnych a radiálnych ventilátorov
Diagonálny model je syntézou dvoch typov ventilátorov: axiálneho a odstredivého. Obežné koleso zariadenia má špeciálny tvar - štruktúra obežného kolesa pripomína štruktúru bubna v radiálnom ventilátore. Lopatky obežného kolesa sú umiestnené rovnobežne s osou otáčania.
Kombinované ventilátory majú valcové telo a vzhľadom sa viac podobajú axiálnym modelom.Ich princíp fungovania je však odlišný v dôsledku konštrukčných prvkov obežného kolesa. Vzduch sa najprv pohybuje pozdĺž osi a potom zmení svoj smer o 45°.
Hlavnou výhodou ventilátora zmiešaného typu je dosiahnutie kompromisu medzi hlučnosťou, výkonom a rozmermi zariadenia.
Najčastejšie sa používajú odstredivo-axiálne jednotky ako potrubné ventilátory v malých a stredne veľkých vetracích systémoch s dlhými vzduchovými kanálmi. Používajú sa ako výfukové jednotky a prívody v tlakových systémoch napájacieho typu.
Tangenciálna inštalácia - rovnomerné prúdenie vzduchu
Tangenciálny (diametrálny) ventilátor pozostáva z podlhovastého krytu vybaveného difúzorom a tryskou a bubnového obežného kolesa so šikmými lopatkami. Vzduch sa pohybuje dvakrát kolmo na os otáčania valca.
Charakteristické črty diametrálnych zariadení:
- vysoký aerodynamický výkon;
- schopnosť dodávať rovnomerný tok;
- schopnosť otáčať ventilátor, výber smeru prúdenia vzduchu;
- tichý chod;
- vysoká miera účinnosti - až 60-70%.
Rozsah použitia: tvorba vzduchových clôn, fancoilových jednotiek a použitie v split systémoch.
Bezlopatkový ventilátor - inovatívna technológia
Na domácom trhu ventilačných systémov sa nedávno objavili bezlopatkové ventilátory pre domácnosť.Princíp ich fungovania sa radikálne líši od vyššie uvedených úprav.
Komponenty zariadenia:
- okrúhly alebo oválny rám určený na nasávanie a vypudzovanie vzduchových hmôt;
- základňa na upevnenie rámu;
- miniturbína namontovaná v základni ventilátora;
- motor.
Inovatívny ventilátor funguje na nasledujúcom princípe:
- Po zapnutí motora sa aktivuje turbína.
- Keď sa turbína otáča, nasáva vzduch cez otvory v základnom kryte.
- Vplyvom turbulencie sa vzduch zrýchli 15-krát a vystupuje cez výstupné štrbiny umiestnené po obvode rámu.
Prúdy vzduchu sa ohýbajú okolo povrchu krúžku a ponáhľajú sa v požadovanom smere.
V porovnaní s tradičnými modelmi ventilátory bez lopatiek majú množstvo výhod:
- plynulé nastavenie intenzity prúdenia vzduchu;
- pohodlie a absolútna bezpečnosť používania;
- zmena smeru vzduchu nastavením polohy krúžku;
- prevádzková účinnosť - spotreba energie je o 20% nižšia v porovnaní s axiálnymi modelmi.
Hlavné nevýhody zariadenia: vysoké náklady a vysoká hladina hluku.
Závislosť od prevádzkových podmienok
Pri výbere ventilátora je dôležité zvážiť podmienky jeho použitia. Na použitie v agresívnom prostredí boli vyvinuté vysoko špecializované inštalácie.
Jednotky na bežné použitie
Univerzálne ventilátory sú vyrobené z uhlíkovej ocele.
Zariadenia je možné inštalovať pri dodržaní povinných prevádzkových podmienok:
- obsah prachu vo vzduchu pre radiálne jednotky – nie viac ako 0,01 g/m3.m, pre axiálne zariadenia – do 0,01 g/m3.
- teplota pracovného prostredia – do +50°С;
- absencia chemicky agresívnych, výbušných zložiek, vlákien a lepkavých častíc vo vzduchu.
Prostredie plyn-para-vzduch by nemalo vyvolávať zrýchlené korózne procesy, prípustná miera deštrukcie kovu je 0,1 mm za rok. Ak prevádzková teplota stúpne nad hraničnú hodnotu, potom sa zhorší chod motora, ktorý sa zvyčajne nachádza v prúde pohybujúcich sa vzdušných hmôt.
V systémoch sa používajú modely na všeobecné použitie ohrev vzduchu a vetranie verejných, obytných a priemyselných budov, ako aj na iné sanitárne a technické účely.
Ventilačné jednotky na špeciálne účely
Špeciálne ventilátory sa zvyčajne delia do piatich skupín:
- prašný;
- tepluvzdorný;
- odolný proti výbuchu;
- odolný proti korózii;
- odsávače dymu.
Prachové jednotky sa používajú na čistenie vzduchových hmôt od prachu a nečistôt: drevené a kovové piliny, zváracia troska, obilný odpad. Prúd vzduchu prechádzajúci cez dýzy mení svoj smer z axiálneho na radiálny. Vplyvom odstredivej sily sa mení aj rýchlosť prúdenia vzduchu.
Radiálne prachové ventilátory s nízkym výkonom sú inštalované na vozidlách prepravujúcich obilné zmesi. Vysokotlakové zariadenia sa používajú vo veľkých výrobných dielňach.
Tepelne odolné jednotky sú určené na pohyb vzduchu, ktorého teplota presahuje +80°C.
Kvôli náročným prevádzkovým podmienkam musia mať ventilátory špeciálne vlastnosti:
- tepelná izolácia elektromotora a jeho odstránenie mimo prúdu vzduchu;
- vysoký stupeň ochrany motora – IP44 a vyššie;
- výroba konštrukčných prvkov zo žiaruvzdorných materiálov (žiaruvzdorný polyamid, hliníková zliatina, nehrdzavejúca alebo uhlíková oceľ);
- široký rozsah prevádzkových teplôt.
Pri zariaďovaní sa používajú tepelne odolné ventilátory ventilačné systémy kúpeľa a sauny, odvádzanie vysokoteplotného odpadového vzduchu z krbu alebo kachlí, odvádzanie splodín horenia z výrobných priestorov.
Nevýbušné vetracie zariadenie je určené na odstraňovanie výbušných zmesí plynov. Táto kategória zahŕňa kompozície, v ktorých sa pri vznietení najmenšej častice vznieti celý zostávajúci objem plynu.
Požiadavky na bezpečnosť proti výbuchu elektrických zariadení upravujú smernice ATEX EC. V závislosti od stupňa nebezpečenstva výbuchu v priestore môžu byť vetracie jednotky chránené:
- kremenná alebo olejová náplň plášťov vodivých častí;
- utesnenie zmesou – polymérnym materiálom;
- nátery odolné voči výbuchu.
Materiály používané na výrobu sacích potrubí, obežných kolies a krytov sú nehrdzavejúca oceľ, hliníkové zliatiny a skupiny rôznych materiálov: nehrdzavejúca oceľ-mosadz, bronz, elektricky vodivý plast.
Ventilátory odolné voči korózii sú určené na dopravu agresívnych, nevýbušných zmesí vzduch-plyn s nízkym obsahom prachu a absenciou vláknitých a lepkavých zložiek.
Materiály na výrobu častí zariadenia: zliatiny titánu, polypropylén, vinylový plast. Voliteľne sú pracovné prvky striekané antikoróznym náterom - nehrdzavejúca oceľ triedy 08Х13 alebo zliatina titánu.
Rozsah použitia „antikoróznych“ ventilátorov:
- metalurgia železa;
- technologické linky na výrobu minerálnych hnojív;
- produkcia uhlíka;
- prívod vzduchu do kotlov s vriacim zložením;
- organizácia cirkulácie vodnej pary s nečistotami fenolu, alkálií a sírovodíka;
- linky koksovne.
Ventilátory na odsávanie dymu sú výkonné ohňovzdorné jednotky, ktoré sú zabudované do ventilačného systému budovy a pracujú na vyfukovaní dymu z miestnosti. Jednotky podliehajú vysokým technickým požiadavkám.
Rozsah použitia: systémy na odvetrávanie dymu pre budovy na rôzne účely. „Odsávače dymu“ sa inštalujú na strechu miestnosti pomocou montážnej príruby a pripájajú sa k odvodom dymu.
V závislosti od konštrukcie ventilátora je možné vykonávať dvoj- alebo štvorcestné vyžarovanie dymu v horizontálnom alebo vertikálnom smere. Jednotky je možné prevádzkovať v režime celkového vetrania domu.
Typy ventilátorov podľa spôsobu inštalácie
Ako je uvedené vyššie, podľa spôsobu inštalácie sú vetracie zariadenia rozdelené do 4 skupín: štandardné, strešné, potrubné a viaczónové.
Bežné ventilátory sa zvyčajne dodávajú s nosným rámom alebo držiakom. Ich inštalácia nespôsobuje žiadne ťažkosti.
Strešné jednotky sa inštalujú na strechu budovy a fungujú ako posledný článok ventilačného systému budovy. Takéto ventilátory sú vystavené negatívnym vonkajším faktorom (dážď, sneh, nárazy vetra), preto sú vyrobené z obzvlášť odolných materiálov. Takmer všetky modely sú vybavené ochranným kužeľom, ktorý zabraňuje upchávaniu krytu.
Pri výbere strešného ventilátora zohľadnite špecifiká vybavovanej miestnosti. Napríklad pre materskú školu, nemocnicu alebo školu je vybraný model s nízkou hladinou hluku. Pre výrobnú dielňu bude prioritou výkon zariadenia.
Potrubné vetracie jednotky sú umiestnené vo vetracích potrubiach a zabezpečujú odvod a prívod vzduchu cez systém vzduchovodov. Konštrukcia potrubných ventilátorov je zvyčajne diagonálneho alebo radiálneho typu, menej často - axiálna.
Výber zariadenia sa vykonáva vo vzťahu k tvaru vzduchového potrubia. Jednotky sa vyrábajú pre okrúhle, štvorcové a pravouhlé hriadele.
Viaczónové vetracie jednotky sú vybavené krytom, ktorý umožňuje pripojenie viacerých potrubí nasávania vzduchu, ktoré pochádzajú z rôznych zón. Takéto ventilátory sú nepostrádateľné v miestnostiach, kde je potrebné inštalovať digestor v rôznych miestnostiach, ale je tam len jedno potrubie na odvod vzduchu.
Ďalšou výhodou je jednoduchosť použitia. Je potrebné obsluhovať jeden ventilátor, nie niekoľko.
Odrody modelov vetrania domácnosti
Domáce ventilátory sú ďalej klasifikované podľa miesta ich inštalácie.
okno. Zariadenie je namontované v okne alebo stene v blízkosti okna, nie je tam žiadne vzduchové potrubie. Takéto vybavenie sa používa hlavne vo verejných inštitúciách: kaviarne, kaderníctvo atď. Samostatná montáž do inštalovaných PVC okien je problematická.
Kuchyňa. Odstraňuje výpary a rôzne pachy, ktoré vznikajú pri varení. Ventilátor sa montuje priamo do odsávača pár. Na základe dizajnu existujú ploché, kupolové a vstavané digestory. Kuchynské ventilátory musia byť tepelne odolné a mať vonkajšiu ochrannú sieťku.
Vybavenie kúpeľne. Na zvýšenie účinnosti výfuku vetranie WC a kúpeľne používajú sa nástenné a stropné ventilátory. Kompaktné jednotky sú ekonomické a ľahko sa inštalujú.
Bez ohľadu na zvolený typ ventilátora je potrebné venovať osobitnú pozornosť označeniu zariadenia, a to stupňu krytia IP. IP štandard charakterizuje bezpečnosť zariadení v neagresívnom prostredí.
Úroveň ochrany proti vniknutiu vlhkosti do krytu je označená druhou číslicou označenia.
Závery a užitočné video na túto tému
Video #1. Princíp činnosti a konkurenčné výhody bezlopatkového ventilátora:
Video č. 2. Konštrukcia odstredivého ventilátora VTsUN:
Video č. 3. Dizajn okrúhleho ventilátora:
Dizajn modelu a technické a prevádzkové vlastnosti ventilátorov nám umožňujú vybrať optimálne vybavenie pre domáce aj priemyselné použitie. Dizajn vetracích jednotiek sa neustále zdokonaľuje, prispôsobuje sa potrebám zákazníkov.
Mali ste pri čítaní článku nejaké otázky? Chceli by ste nás informovať o užitočných nuansách pri výbere vybavenia? Komentáre napíšte do bloku nižšie.
Mám záujem o bezlopatkový ventilátor. Dieťa do toho ruku nedá. Sám som sa podobného útvaru niekoľkokrát dotkol.Je pravda, že jeho čepele sú mäkké a okamžite sa zastavil, ale stále je to nepríjemné. V bezlopatkovych su tieto veci v principe odstranene. Hluk nie je o nič hlasnejší ako kompresor bežiaci v akváriu. A výrobcovia budú pracovať na cene, takýto ventilátor sa dá predávať masovo.
Mám len jedno vetracie zariadenie: v kuchyni v kombinácii s digestorom. Úplne obyčajný, stojí pár drobných a stále funguje.
Teraz uvažujem o inštalácii ventilátora na toaletu, ale to, čo ponúkajú, je príliš drahé a stojí 15 - 20 tisíc. Takže si myslím, že ak si sami nainštalujete jednoduchý axiálny ventilátor do odsávača pár, poradí si s odstránením pachov?
Dobrý deň, Vadim. S najväčšou pravdepodobnosťou sa konzultanti v obchode, kde ste sa dozvedeli o toaletnom ventilátore, rozhodli použiť vás na zvýšenie ich predaja.
Pre váš prípad môžete použiť štandardné výpočty zohľadňujúce typické rozmery kúpeľne 1,7×1,5×2,5m. Výmenný kurz je asi osem, takže je potrebná kapucňa s indikátorom najmenej 50 metrov kubických. m/h. Ak zvolíte axiálne ventilátory, potom majú minimálny výkon 80 metrov kubických. m/h, a odstredivé ventilátory 40-100 metrov kubických. m/h. To znamená, že výber vhodného ventilátora pre záchodovú digestor nebude zložitý.
Nasledujúce modely vám budú vyhovovať:
— ERA axiálny odťahový ventilátor Slim 5, d 125;
— Ventilátor ERA 4S-02, axiálny výfuk d 100.
Cena uvedených modelov je do 1 000 rubľov. Ide o úplne prijateľné náklady na vybavenie digestora v štandardnom kúpelňovom byte. Pripojenie odťahového ventilátora Vyrába sa podľa najjednoduchšej schémy, všetko môžete urobiť sami.