Які бувають вентилятори та їх характеристика

Свіже повітря, насичене киснем - те, що прийнято називати «здоровою атмосферою» - обов'язкова умова комфортного та затишного житла. Але особливості планування сучасних будинків, встановлення металопластикових вікон роблять недостатнім обсяг природної вентиляції. Адже сучасні квартири, з їх великою кількістю пластику і хімічних речовин особливо потребують регулярного повітрообміну. Встановлення примусової системи вентиляції вирішує проблему циркуляції повітря. Вентилятор – головна складова цих систем. Розглянемо докладніше, які бувають прилади, особливості їхньої конструкції та експлуатації.

Особливості конструкції та види

Вентилятор – це механічний прилад, призначений для подачі, відведення та перемішування повітряних мас. Циркуляція повітря утворюється рахунок створення різниці тиску, що виникає між каналами виходу і входу вентиляційної установки. Класифікують таку техніку за призначенням, місцем та способами встановлення, продуктивності, технічними особливостями. Найпоширеніший метод угруповання – за ознакою, або пристроєм. Вирізняють п'ять видів вентиляторів.

Осьові

Осьові (інша назва – аксіальні) моделі набули масового поширення завдяки простій та надійній конструкції:

• основний елемент – це циліндричний корпус/кожух, у якому передбачені спеціальні монтажні отвори для кріплення вентилятора;



• колесо з лопатями – лопаті жорстко закріплені, підбір відстані та кута повороту лопатей дозволяє регулювати натиск та швидкість повітряного потоку;



• привід - електродвигун вбудований всередину самого приладу, що забезпечує обертання колеса з лопатями;



• колектори, обтічники та дифузори – покращують аеродинамічні характеристики моделі та її продуктивність, знижують гідравлічні втрати.

Принцип дії осьового вентилятора – лопаті рахунок обертання захоплюють повітря і переміщають його крізь пристрій. Повітряний потік рухається вздовж осі обертання колеса з лопатями, а в радіальному напрямку (тобто від центру до країв корпусу) практично немає руху.

• компактні розміри, тому вони не вимагають багато місця встановлення;



• високий ККД, за невисокого енергоспоживання можна отримати щільний повітряний потік;



• невисока ціна;



• низький рівень шуму;



• простота експлуатації, обслуговування та ремонту.

Осьовий вентилятор може використовуватися і в реверсивному напрямку, але його ефективність роботи знижується на 40–50%. Є один недолік - осьовий тип техніки не може створити дуже потужний потік повітря, який потрібний на промислових об'єктах. Тому найбільшого поширення вони набули в побуті та системах домашньої вентиляції, наприклад, як витяжна на кухні або ванній кімнаті.

Радіальні

Основу радіального вентилятора (його ще називають відцентровим) складає корпус, що за формою нагадує равлик, усередині якого розміщено робоче колесо. При обертанні виникає відцентрова сила, яка затягує повітря через всмоктуючий отвір у центрі приладу. Після цього повітряна маса направляється в периферійну частину вентилятора, звідки по повітропроводу нагнітається у приміщення, що вентилюється. Ще одна особливість - повітряний потік входить в нього в осьовому напрямку, а виштовхується радіально рухається (його напрям - по дотичній до кожуха корпусу), він завжди перпендикулярний вхідному потоку.

Основний робочий елемент – це циліндр із лопатками, закріпленими по колу на однаковій відстані. Залежно від форми та розташування лопаток можна досягти різного ефекту:

• вигнуті вперед – створюють високий тиск та працюють з більшими обсягами повітря;



• вигнуті назад – дозволяють уникнути накопичення пилу, що підходять для роботи в середовищі з високим пригніченням;



• аеродинамічний крило - дуже низький коефіцієнт шуму і висока продуктивність.

Основні плюси радіальних вентиляторів – отримання високого тиску повітряного потоку при досить невеликих габаритах, довговічність, низький рівень шуму та можливість експлуатації у безперервному режимі. Тому вони широко застосовуються промисловості, особливо там, де необхідна потужна постійна вентиляція – у великих офісних будинках та торгово-розважальних комплексах, супермаркетах, складах, гаражах тощо. буд. Завдяки можливості швидко видалити забруднене повітря, вони активно застосовуються на шкідливих виробництвах. У побуті радіальні вентилятори все частіше використовують у кухонних витяжках, канальної вентиляції.

Діагональні

Конструктивна особливість діагонального вентилятора – це поєднання переваг осьового та радіального типів вентиляторів. Використання конічної форми кожуха та крильчатки спеціальної форми дозволило збільшити швидкість переміщення повітряних мас. Конструкція діагональної моделі – це компромісне рішення, що оптимізує одразу три показники – продуктивність та рівень шуму при збереженні компактних розмірів. Діагональні вентилятори монтують у вентиляційних системах із протяжними повітроводами.

Діаметральні

Діаметральний (тангенціальний) вентилятор з подовженим корпусом, який має патрубок та дифузор. Всередині встановлене робоче колесо барабанного типу.Похилі лопатки забезпечують дворазове переміщення повітря перпендикулярно до осі обертання. Головна перевага – рівномірний плоский та широкий повітряний потік. Використовуються в теплових завісах та фанкойлах.

Прямоточні

Пристрій та принцип дії цього типу вентиляторів сильно відрізняються від розглянутих вище. Це абсолютно безпечний прилад, тому що в ньому немає лопатей. Вибрати варіант можна для встановлення в кімнатах, куди мають доступ діти або домашні тварини.

Потік повітря у прямоточній моделі формується спеціальною турбіною, яка встановлена ​​на підставі. Через щілини в основі турбіна втягує повітря, сильно стискає його і спрямовує його в рамку з дуже вузькими щілинами спрямованої дії. Повітря, що виходить під тиском, за законами аеродинаміки тягне за собою інші, сусідні шари повітря. У тильній зоні вентилятора формується зона розряджання, в яку спрямовуються повітряні маси. Така технологія «повітряного множення» дозволяє отримати потік повітря, що проходить через рамку, який у 15–20 разів перевищує той обсяг, який нагнітається турбіною. Рамка може мати будь-яку форму - від ідеального кола до витягнутого овалу, що відкриває дуже великі можливості перед дизайнерами.

Додаткові переваги перед традиційними видами техніки:

• можливість плавно регулювати інтенсивність повітряного потоку, його напрямок – для цього достатньо повернути кільце;



• економія електрики - при рівній продуктивності з осьовим приладом прямоточний споживає на 20% менше електрики.

Основні недоліки прямоточного вентилятора - висока ціна і великий шум, адже повітря крізь вузькі щілини проходить зі швидкістю 85-90 км/год.

Види вентиляторів – класифікація, принцип роботи, відмінні риси.

Вентилятор – головний елемент вентиляційних систем. Його використовують практично скрізь, де потрібна підтримка заданого мікроклімату, відведення диму, різних газів та ін. Вентилятори відрізняються конструкцією, технічними характеристиками та призначенням. При конструюванні систем вентилювання необхідно враховувати перераховані критерії, т.к. навіть габарити пристрою впливають на можливості застосування у конкретному випадку.

Класифікація вентиляторів

Вентилятор є приладом, призначеним для переміщення повітряних мас (при подачі або відводі повітря і т.д.). Циркуляція газоподібних речовин відбувається за рахунок різниці тисків між вхідним та вихідним каналом вентиляції. Результат роботи вентиляторів завжди один, але вони відрізняються принципом дії. Існує кілька варіантів класифікації з урахуванням конструктивних та інших особливостей.

1. Принцип функціонування пристрою.



2. Призначення та умови експлуатації.



3. Спосіб монтажу у припливно-витяжну систему.



4. Варіант підключення до електроприводу.



5. Технічні характеристики

Остання група включає цілий перелік критеріїв - клас захисту IP, споживання, рівень тиску, що створюється, акустичне тиск і т.д. Конструктивно виділяють 5 основних типів: це осьові, відцентрові, діагональні, тангенціальні та безлопатеві. За робочими умовами всього 2 типи: загального та особливого призначення. У другій групі є вужчі підкатегорії: пило-, термо-, корозійностійких, вибухозахищених і т.д.

За особливостями монтажу випускають:

Існує 3 основних способи сполучення обертового механізму з електродвигуном. Є моделі вентиляторів з прямим з'єднанням, клинопасової передачею та безступінчастою зчіпкою.При проектуванні примусової витяжки або вентиляції припливу зазвичай вказують всі перераховані критерії. Точніше підбирають обладнання з конкретними характеристиками під об'єкт, де планується його установка.

Приклад вентилятора із прямим з'єднанням

Приклад вентилятора з клинопасової передачею

Принцип роботи різних видів вентиляторів

Основа вибору вентилятора – конструкція та принцип роботи механізму. Вони визначають рівень шумності, ефективність, призначення пристрою.

Осьовий

Приклад осьового вентилятора

Осьові чи аксіальні вентилятори – побутовий варіант приладу. Його можна побачити у витяжках у санвузлах, ванних кімнатах, на кухнях.

Приклад установки осьового вентилятора у ванній кімнаті

Такий же тип конструкції встановлюють на охолодження в комп'ютерах, іншій електроніці, застосовують в аеродинамічних трубах, турбовентиляційних двигунах, що встановлюються на авіатехніку.

Приклад установки осьового вентилятора в електроніці

Приклад різноманітності типорозмірів осьових вентиляторів

Особливості осьових вентиляторів:

1. Проста конструкція та невеликі габарити корпусу.



2. Відносно мале споживання та низький рівень шуму.



3. Невисока вартість пристрою.

Принцип роботи: крильчатка при обертанні захоплюють повітря та виштовхують його вздовж осі. У радіальному напрямку рухомі потоки практично відсутні. Продуктивність легко змінити за допомогою кута повороту лопаток.

Схематичне зображення принципу роботи осьового вентилятора

Відцентровий

Приклад відцентрового вентилятора

Відцентрові або радіальні вентилятори – механізм, здатний створювати високий тиск та витримує експлуатацію у складних умовах. Корпус таких пристроїв виготовляють із листового металу.Повітря всмоктується та витягується з нього за допомогою спеціальних патрубків. Конструкцію виконують жорсткою, у тому числі за рахунок встановлення додаткових ребер.

1. Бездискові – прилад здатний транспортувати потоки із твердими складовими.



2. Однодискові – виріб призначений для роботи з малозабрудненим повітрям.



3. Дводискові – функціонують лише з чистим повітрям, дозволяють міняти тиск у широкому діапазоні.



4. Тридискові – аналогічно дводисковим, але мають режим двостороннього всмоктування.

На шумність, ще ряд експлуатаційних характеристик впливає розмір та форма лопаток. Їх роблять, наприклад, як аеродинамічного крила. Такі моделі безшумні, продуктивні та добре витримують підвищені температури.

Ще випускають модифікації лопаток:

• Вигнуті назад - перешкоджають накопиченню пилу всередині корпусу, актуальні для роботи в середовищі з високим гнобленням.

Схематичне зображення вигнутих назад лопаток

• Вигнуті вперед - призначені для передачі великих об'ємів повітря, з підвищеним тиском, з високими ризиками ерозії.

Схематичне зображення вигнутих уперед лопаток

Схематичне зображення радіальних лопаток

Принцип роботи відрізняється від осьових. У відцентрових установках повітря засмоктується вздовж осі, але виштовхується вже у радіальному напрямку. Тут використовується дія відцентрових сил, звідки і походить назва установок. Такі агрегати є актуальними для торгових центрів, гаражів, де потрібна безперервна потужна вентиляція.

Схематичне зображення принципу роботи відцентрового вентилятора

Діагональний

Приклад діагонального вентилятора

Діагональні вентилятори - комбінований тип пристроїв, що конструктивно включає риси осьових і відцентрових.Крильчатка в них виконується у вигляді барабана, а лопаті розташовуються паралельно осі обертання. Модифікація виконана у циліндричному корпусі. За рахунок різниці в конструкції повітря переміщається вздовж осі механізму, але потім змінює напрямок на 45 º.

1. Механізм має компромісне поєднання шумності, продуктивності.



2. Габарити пристрою менше відцентрових, але більше осьових вентиляторів.



3. Модифікація добре підходить для протяжних повітроводів.

Сфера застосування – невеликі та середні вентиляційні комплекси. Модель актуальна як для витяжних систем, так і примусового нагнітання повітря всередину приміщень.

Схематичне зображення принципу роботи діагонального вентилятора

Тангенціальний

Приклад тангенціального (діаметрального) вентилятора

Тангенціальні чи діаметральні вентилятори – модифікація витяжних пристроїв з корпусом видовженого типу. У ньому встановлюють механізм з дифузором і патрубком, робочим колесом як барабана з похилими лопатками.

1. Високий показник ККД досягає 60-70%.



2. Безшумна робота, якісна аеродинаміка.



3. Потужний та рівномірний повітряний потік.



4. Можливість зміни його спрямування

При переміщенні повітря маса переміщується перпендикулярно до осі обертання двічі. Області застосування тангенціальних вентиляторів – створення повітряних завіс, спліт-системи, чіллер-фанкойли тощо.

Схематичне зображення принципу роботи тангенціального (діаметрального) вентилятора

Безлопатевий

Приклад безлопаткового вентилятора

Безлопатеві вентилятори - пристрої з принципово новим принципом роботи. Переміщення повітряних мас в них здійснюється за допомогою турбіни, яка збільшує їхню швидкість до 15 разів.У порівнянні з класичними моделями модифікація «без лопат» дозволяє плавно регулювати інтенсивність потоку, змінювати його напрямок.

Енергоспоживання нижче до 20%, ніж у осьових моделей. Конструкція зручна та безпечна, але на даному етапі відносно дорога. Ще її відрізняє відносно високий рівень шуму.

Схематичне зображення принципу роботи безлопаткового вентилятора

Класифікація за умовами експлуатації

Крім принципу роботи та конструкції, рекомендується враховувати умови експлуатації. Так, для агресивних середовищ розробляють окремі модифікації, що мають необхідні властивості для тривалої безремонтної роботи.

Вентилятори для звичайних умов експлуатації

Моделі загального призначення виготовляють із вуглецевих марок сталі. Їх використовують у системах вентиляції, повітряного опалення житлових, адміністративних, промислових будівель.

Типові умови експлуатації:

1. Вміст пилу повітря – не більше 0,01 г/куб. м.



2. Температура робочого середовища – трохи більше +50℃.



3. Схильність викликати корозію – трохи більше 0,1 мм на рік.

Заборонено наявність у повітрі вибухонебезпечних складових, волокон, липких частинок, хімічно агресивних речовин. За порушення умов істотно знижується ефективність.

Вентилятори спеціального призначення

Вентилятори спецпризначення класифікують, виходячи з особливостей експлуатації: запилення, підвищена температура, ризики вибуху, сильного задимлення, висока швидкість корозії. Якщо потрібно очищати повітряні маси від пилу, тирси, зварювальних шлаків, зернових відходів, потрібно ставити пилову модифікацію пристрою. Коли потрібна велика потужність, беруть моделі з відцентровою конструкцією.Радіальні є актуальними для сфер, де досить малої потужності.

Термостійкі вентилятори працюють за температури понад +80℃. Їх особливості:

1. Високий рівень захисту, IP44 та вище.



2. Ефективне відведення тепла від електродвигуна.



3. Застосування жаростійких матеріалів.

Такі моделі актуальні для вентиляційних систем лазень, саун, витяжки повітря з камінів і печей, видалення продуктів горіння з промислових цехів. Якщо повітря містить агресивні речовини, необхідно встановлювати корозиестойкие модифікації. Їх виготовляють із титанових сплавів, вініпласту, поліпропілену. Робочі елементи нерідко виконують із сталі мірки 08Х13 тощо.

Найбільш універсальні - вентилятори систем димовидалення. Їм доводиться працювати у складних умовах, т.к. маси, що виводяться одночасно мають високу температуру, досить агресивні і навіть абразивні складові. Залежно від конструкції можливий викид диму як у вертикальному чи горизонтальному напрямку.

Класифікація вентиляторів за принципом монтажу

За методом монтажу пристрою класифікують на 4 категорії: стандартні, дахові, канальні та багатозональні. Перший тип зазвичай передбачає встановлення на опорну раму чи утримувач. У монтажі практично відсутні якісь складності. Другий призначений для встановлення на покрівлю будівлі. Такі моделі краще захищені від атмосферних явищ (дощ, сніг, вітер та ін.). При виборі дахового вентилятора рекомендується враховувати об'єкт.

Наприклад, для навчальних чи медичних закладів найчастіше купують малошумні модифікації. У промисловому приміщенні перевагою буде підвищена потужність. Нехай навіть "на шкоду" рівню шуму.Якщо у будівлі передбачені вентиляційні канали, краще ставити канальний вентилятор. Він забезпечить витяжку та/або приплив повітря в систему. Модель підбирається виходячи з форми повітроводу. Випускаються прилади для круглих, прямокутних, квадратних шахт.

Багатозональні вентиляційні системи дозволяють підключити відразу кілька повітроводів, що надходять з різних приміщень однієї будівлі. Вони актуальні для об'єктів, де необхідно організувати контроль мікроклімату одночасно в кількох кімнатах, але канал для відведення повітряних мас лише один. Такий підхід спрощує проектування, будівництво, обслуговування та ремонт обладнання.

Різновиди вентиляторів для побутового застосування

Вентилятори, які застосовуються у побуті, прийнято класифікувати за місцем монтажу.

1. Віконний. Врізають у віконний отвір (кватирка, частина рами) або в стіну поруч із вікном. Повітропровід відсутній. Сфери застосування: громадське харчування, перукарні та ін.



2. Кухонний. Призначений для видалення з приміщення парів та запахів. Монтують моделі у витяжку, розташовану над зоною приготування.



3. Санітарний. Підвищує ефективність вентиляції у туалеті, ванній кімнаті. Вони прості та компактні. Випускають настінні та стельові вентилятори.

Перелічені модифікації ділять на категорії із захищеності обладнання від впливу зовнішніх факторів – води та пилу. Стандарт IP застосовується лише до пристроїв, що експлуатуються в неагресивному середовищі.

Табл. 1. Розшифрування коду IP

Висновок

Вентилятори відрізняються виконанням, технічними характеристиками. При виборі моделі немає особливої ​​необхідності вникати особливо пристрою, достатньо оцінювати експлуатаційні параметри. Від останніх залежить призначення – побутове, промислове, спеціальне тощо. Корпус та інші "зовнішні" деталі виробники адаптують до типової конструкції місць для встановлення вентиляційного обладнання.