Centrifugalni ventilator: specifičnosti uređaja i princip rada uređaja

S razvojem industrijskog sektora veliki broj tehnoloških procesa zahtijevao je prisilni dovod zraka.Nije izostavljen ni sektor kućanstava. Neke vrste komunikacija zahtijevaju redovitu opskrbu svježim zrakom.

Elegantno rješenje ovog problema bio je centrifugalni ventilator, koji je sposoban samostalno pumpati potrebnu količinu zračne mase. Ali kako je dizajniran i kako radi? Ova pitanja ćemo detaljno ispitati u našem članku.

Razmotrimo značajke dizajna uređaja, njegove mogućnosti, opseg primjene i najbolje proizvođače čiji su proizvodi predstavljeni na tržištu. Također ćemo dati preporuke o odabiru odgovarajućeg modela ventilatora.

Suština pumpanja i razrjeđivanja zraka pomoću ventilatora

Ventilator je mehanička struktura koja je sposobna obraditi protok mješavine plina i zraka povećanjem njegove specifične energije za naknadno kretanje.

Ovakva arhitektura jedinice omogućuje stvaranje efekta ubrizgavanja ili razrjeđivanja radnog plina u prostoru kroz povećanje odnosno smanjenje tlaka (mehanizam za pretvorbu energije).

Tlak plina shvaća se kao beskrajni proces kaotičnog kretanja molekula plina, koje, udarajući o zidove zatvorenog prostora, stvaraju pritisak na njih.

Stoga, što je veća brzina ovih molekula, to je više udara i veći je pritisak. Tlak plina jedna je od glavnih karakteristika plina.

S druge strane, svaki plin ima još dva parametra: volumen i temperaturu. Volumen je količina prostora ispunjena plinom. Temperatura plina je termodinamička karakteristika koja povezuje brzinu molekula i tlak koji stvaraju.

Ova “tri stupa” temelje se na molekularno-kinetičkoj teoriji, koja je osnova za opisivanje svih procesa povezanih s preradom plinova i plinskih smjesa.

Proces ubrizgavanja je prisilna koncentracija molekula u ograničenom prostoru iznad određene norme. Na primjer, općenito prihvaćeni tlak zraka na zemljinoj površini je približno 100 kPa (10⁵ kilopaskala) ili 760 mm Hg. Umjetnost. (milimetara živinog stupca).

Kako se visina iznad Zemljine površine povećava, tlak opada i zrak postaje prorijeđen.

Atmosferski tlak je težina stupca zraka u odnosu na površinu na kojoj se nalazi. Ne masa, nego težina P=mg. Mjereni barometrom, ostale vrste tlaka određuju se manometrom

Razrjeđivanje je proces obrnut od pumpanja, tijekom kojeg molekule napuštaju zatvoreni sustav. Volumen ostaje isti, ali se broj molekula značajno smanjuje, stoga se smanjuje tlak.

Učinak pumpanja je neophodan za prisilno kretanje zraka. Moguće je pomicati zrak kroz učinak razrjeđivanja: da bi se uspostavila ravnoteža tlaka u cijelom sustavu, molekule se pomiču iz koncentriranijeg područja molekula u manje koncentrirano.

Tako se kreću molekule plina.

Za određivanje brzine strujanja zraka izvan ili unutar zgrade često se koristi poseban alat - anemometar. Neizostavan uređaj za projektiranje ventilacijskih sustava

Postoje različiti rasporedi ventilacijskih sustava, ali se prema određenim parametrima mogu podijeliti u nekoliko klasa:

1. Po dogovoru. Postoje ventilatori opće i posebne namjene. Ventilatori se koriste za normalno kretanje plina. Specijalni ventilatori koriste se za pneumatski transport, transport agresivnih i eksplozivnih plinskih smjesa.
2. Po brzini. Postoje kotači s lopaticama niske, srednje i velike specifične brzine vrtnje.
3. Po rasponu tlaka. Poznati su sustavi za stvaranje niskog (do 1 kPa), srednjeg (1–3 kPa), visokog (više od 3 kPa) tlaka.

Neki industrijski i kućanski procesi koji koriste puhala odvijaju se u ekstremnim uvjetima okoline, pa se za opremu postavljaju odgovarajući zahtjevi.

Dakle, možemo govoriti o jedinicama otpornim na prašinu, vlagu, toplinu, koroziju, iskrenje i uređajima za uklanjanje dima i konvencionalnim ventilatorima.

Podaci o vrstama obožavatelja detaljno su razmotreni u drugom naš članak.

Dizajn centrifugalnog ventilatora

Sustav centrifugalnog dizajna je pumpni mehanizam s radijalnom arhitekturom koji je sposoban generirati tlak bilo kojeg raspona.

Dizajniran za prijevoz jedno- i poliatomskih plinova, uključujući kemijski "agresivne" spojeve.

Dizajn je "obložen" metalnim/plastičnim kućištem, koje se naziva zaštitnim kućištem. Oklop štiti unutarnju komoru od prašine, vlage i drugih tvari koje mogu negativno utjecati na rad jedinice.

Visokokvalitetni ventilacijski proizvod uvijek ima određenu klasu zaštite. Stupanj zaštite oklopa (Ingress Protection) je jedinstveni međunarodni standard kvalitete proizvoda koji određuje razinu zaštite opreme od utjecaja okoline.

Ventilator radijalnog tipa razvija znatno veći tlak od aksijalne izvedbe. To je zbog komunikacije dijela zraka koji ulazi u bubanj s energijom generiranom tijekom prijelaza s ulaza na izlaz sustava.

Mehanizam pokreće elektromotor ili motor s unutarnjim izgaranjem (tipično za industrijske ventilatore). Najčešća metoda je električni motor koji rotira osovinu s impelerom.

Postoji nekoliko poznatih opcija za prijenos rotacijskog gibanja s motora na rotor:

• elastična spojka;
• prijenos klinastim remenom;
• kontinuirano varijabilni prijenos (hidraulička ili induktivna klizna spojka).

S obzirom na postojanje ogromnog broja proizvodnih tvrtki koje stvaraju jedinstvene sustave sa širokim rasponom dinamičkih parametara, potrošači imaju na raspolaganju prilično širok raspon ventilatora.

Kućište ima dva glavna kanala: ulazni i izlazni. Plinska smjesa ulazi u prvi kanal, kreće se u komoru, tamo se obrađuje, a zatim izlazi u drugi

Kao rezultat intenzivnog rada programera, imamo širok raspon primjena za takve strojeve, uključujući:

• sustavi ventilacije i grijanja u privatnim i višekatnim zgradama;
• opskrba i pročišćavanje zraka za nestambene zgrade;
• sustavi filtracije u poljoprivredi;
• implementacija tehnoloških procesa u lakoj i teškoj industriji različitih smjerova.

Također postoje opcije za korištenje puhala u sustavima za suzbijanje požara i ultrabrzu zamjenu zraka u skučenim prostorima.

Takvi ventilatori rade s plinskim smjesama visoke temperature, što obvezuje proizvođače da u tehničku dokumentaciju uključe podatke o usklađenosti svoje opreme s međunarodnim standardima.

Provjeren i jednostavan dizajn centrifugalnog mehanizma ima niz jasnih prednosti:

• visoka pouzdanost i nenadmašne performanse;
• jednostavnost i dostupnost održavanja opreme;
• sigurnost integracije i rada jedinica;
• minimalni troškovi za energetske resurse i popravke u slučaju kvara.

Osim toga, puhala imaju prilično nizak prag buke, što im omogućuje upotrebu u domaćim uvjetima.Centrifugalni ventilatori također imaju izuzetno dug životni vijek zbog nepostojanja izravnog kontakta radnih dijelova mehanizma u radnoj komori.

Značajke radnog ciklusa uređaja

Pogledajmo opći princip rada centrifugalnog puhala s radijalnom konstrukcijom. Imajte na umu da stručnjaci razlikuju dva glavna dizajna ventilatora: s aksijalnim i radijalnim postavljanjem ulaza u koji se usisava struja zraka.

To prije svega utječe na opciju ugradnje ventilatora u sustav i praktički nema utjecaja na ukupne performanse.

Radijalni ventilator može raditi i s običnim zrakom kojeg uzima iz prostora i s strujnim zrakom koji prolazi kroz zračni kanal (efekt balansiranja područja s različitim tlakovima)

Aksijalni ulaz je tipičan za opće namjene s pozitivnim pomakom. Radijalno postavljanje ulaza protoka tipično je za glavne puhala.

Tijekom prve faze ciklusa rada ventilatora, protok zraka se pomiče na površinu rotora koji se brzo okreće. Lopatice impelera dijele zrak u male volumene koji se kreću unutar radne komore.

Ovdje se zračna masa nakuplja, odnosno zračna masa se izravno sabija u mali volumen.

Dizajn samog tijela jedinice ima svoje karakteristike.

Poznata su dva najčešća oblika trupa:

• zaobljena;
• spirala.

Zaobljeni oblik kućišta tipičan je za ventilatore koji pokreću veliku količinu zraka u kratkom vremenu procesa. A spiralni oblik je svojstven ventilatorima, koji dodatno komprimira volumen zraka i stvara srednji i visoki tlak.

U drugoj fazi, zrak se pumpa u radnu komoru. Kao što je poznato, pri konstantnom volumenu, s povećanjem ukupne mase molekula plina, povećava se broj sudara molekula, a time i njihova brzina. Posljedično se povećava i tlak plina.

Oblik i broj lopatica su od velike važnosti. Bez iznimke, sve opcije impelera testirane su u zračnim tunelima kako bi se odredili optimalni radni uvjeti

U završnoj fazi, komprimirani plin se uklanja iz radne komore do izlaza. Zatim zrak prolazi u središnji zračni kanal i kreće se u naznačenom smjeru.

Proces razrjeđivanja događa se upravo suprotno. Zrak se uzima iz zračnog kanala ili zatvorenog prostora gdje je potrebno stvoriti razrijeđeno područje i ispušta se u okoliš ili drugi ograničeni prostor.

Specifikacija centrifugalnog ventilatora

Kompresorske sustave karakterizira niz strukturnih i dinamičkih razlika koje je potrebno uzeti u obzir pri odabiru i implementaciji u sustav ventilacije.

Specifikacije uključuju:

• dizajn samog puhala;
• tip motora;
• Upravljački blok;
• postavljanje impelera i prijenos rotacijskog gibanja s motora;
• kut postavljanja ulaznih i izlaznih cijevi;
• materijal od kojeg su dijelovi proizvoda izrađeni, njegove dimenzije i težina.

Stručnjaci također obraćaju pozornost na usklađenost proizvoda s međunarodnim standardima: ISO/IEC i GOST standardima, IP oznakama, ATEX direktivama itd.

Dinamičke značajke uključuju tehničke parametre performansi puhala: generirani tlak i koeficijent pada tlaka, brzinu i maksimalnu temperaturu protoka, brzinu osovine i razinu zvučnog tlaka, učinkovitost i snagu motora

Ispusni tlak je najveća vrijednost koju ventilator može stvoriti tijekom rada u nominalnom načinu rada.

P_v = P_sv +P_dv,

Gdje: P_v - ukupni pritisak, P_sv - statički pritisak, P_dv — dinamički pritisak.

Diferencijalni koeficijent - razlika između ulaznog i generiranog tlaka (bar).

Volumetrijski protok zraka je količina plinske smjese koja se kreće po jedinici vremena (produktivnost). Obično se izračunava u m³/h za domaće proizvođače, litra/min za inozemne.

Frekvencija vrtnje je broj punih okretaja impelera u jedinici vremena. Izračunato u pcs/s ili Hz. Mora se imati na umu da razina opterećenja ventilatora zraka ne smije prelaziti 75% maksimuma.

Dugo radeći u načinu preopterećenja s velikom brzinom vrtnje, ventilator se pregrijava i može brzo pokvariti. Ali ovaj se proces može kontrolirati tako da njime upravljate po vlastitom nahođenju. Čemu služi? regulator brzine ventilator

Zvučni tlak je razina buke od rotirajućih dijelova i trenja zraka između metala. Mjereno na udaljenosti od 3 metra od izvora kada radi pri maksimalnom opterećenju. Prilikom odabira stalnog rada ventilatora potrebno je uzeti u obzir buku.

Većina opreme opremljena je apsorberima buke i pozadinskog zvuka. Standardi buke: ne više od 50 dBA za kućne prostore i ne više od 75 dBA za industrijske prostore

Jedan od uređaja s minijaturnom razinom buke je ventilator bez lopatica.

Učinkovitost ventilatora je proizvod sljedeća tri koeficijenta:

• gubici u protoku zraka;
• curenje kroz praznine u strukturi;
• mehanička učinkovitost proizvoda.

Za centrifugalne ventilatore, ukupna učinkovitost je u rasponu od 0,7 do 0,85, za aksijalne (kanalne) ventilatore - ne više od 0,95. Pri izboru radijalnog ventilatora potrebno je voditi računa o faktoru sigurnosti elektromotora od 1,2. Odnosno, odaberite snagu elektromotora 20% veću od potrebne.

Snaga motora ventilatora određena je formulom:

N = (Q*P)/(102*3600*učinkovitost),

Gdje: Q — produktivnost (volumenski protok zraka), P — stvoreni pritisak.

Odabir ventilatora prema zahtjevima

Proces odabira ventilacijske opreme za industrijski objekt (radionica, hangar) prilično je zanimljiv i složen proces koji mora obaviti stručnjak. Detaljno o značajkama ventilacije industrijskih prostora pregledano ovdje.

Već postoje gotova rješenja za obične stanove i privatne kuće. U općem slučaju (za 2-3 sobni stan) imamo sljedeću arhitekturu ventilacijskog sustava:

• u dnevnim boravcima postavljaju se ventilatori, čiji broj ovisi o veličini prostora i broju stanovnika;
• ispušni difuzori su integrirani u kuhinji i kupaonici te su položeni zračni kanali na jedinicu za obradu zraka.

Centrifugalni ventilator uključuje upravljačku jedinicu, filtarski sustav za pročišćavanje zraka, elektromotor i sam radijalni ventilator.

Za gornji ventilacijski sustav prikladni su zidni ventilatori serije CF proizvođača Vents s kapacitetom do 120 m3.³/sat

Trenutačno tržište ventilacijske opreme predstavlja širok raspon stranih tvrtki: 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.

Proizvodi ovih tvrtki bit će izvrsno rješenje za probleme ventilacije bilo koje razine.

Domaće robne marke Vents, Elkom, Domovent i Veza nisu niže od njih u kvaliteti proizvodnje i pouzdanosti opreme. Ako imate bilo kakvih sumnji u točnost napravljenih izračuna ili odabir određenog modela, preporučujemo da se obratite službi podrške bilo koje tvrtke.

Ako ste vlasnik privatne zgrade od 1-2 kata, industrijske ili poslovne zgrade slične površine (restoran, skladište, kantina, kafić, ured), pri odabiru opreme morate voditi računa o volumenu prostora, brzina izmjene zraka, duljina i presjek glavnih cjevovoda.

Zadaće ventilacije i odimljavanja lako obavljaju višezonske puhalice ili krovni ventilatori serije KROM tvrtke Veza, ventilatori serije VN tvrtke Vents i drugi.

Svakako obratite pozornost na dodatnu funkcionalnost centrifugalnih ventilatora i mogućnost integracije u razne klimatizacijske sustave.

Dakle, radijalne puhalice mogu biti opremljene pomoćnim komponentama:

• podesivi mjerači vremena i intervalni prekidači, foto senzori i detektori vlage;
• regulatori brzine i indikatori statusa;
• senzori za preopterećenje elektromotora i nedostatak napajanja električnom energijom;
• opružni apsorberi vibracija ili gumeni izolatori vibracija.

Ako se ventilator postavlja unutar stana ili kuće, može se prekriti prednjom ukrasnom pločom od aluminija ili plastike koja se može skinuti, uzimajući u obzir unutrašnjost prostorije.

Za mnoge korisnike važan kriterij pri odabiru ventilatora je razina buke. Tražite tihi ventilator za svoju kupaonicu? Preporučujemo da se upoznate s ocjenom tihi obožavatelji.

Zaključci i koristan video na tu temu

U sljedećem videu stručnjaci Elcoma jasno govore o centrifugalnim ventilatorima:

Ispod je odličan primjer ugradnje kućnog ventilatora u kupaonicu:

Još jedna opcija za instaliranje kućnog ventilatora male snage u stanu:

Klasični centrifugalni ventilator rezultat je dugogodišnjeg iskustva u projektiranju i proizvodnji ventilacijske opreme. Ovo nije samo izvrsno rješenje za industriju, već i optimalan alat za zračni transport za stambene i uredske prostore.

Razmišljate li o kupnji centrifugalnog ventilatora? Ili ste primijetili odstupanje u rastavljenom materijalu? Postavite svoja pitanja i razjasnite tehnološke aspekte u odjeljku za komentare.

Ili ste možda već instalirali takav ventilator u kupaonici? Jeste li zadovoljni njegovim radom? Jeste li odabrali pravu snagu uređaja za svoju sobu? Pošaljite fotografiju svog obožavatelja i ostavite svoje komentare.