Vrste ventilatora: klasifikacija, svrha i princip njihovog rada

Ventilator je osnova svakog umjetnog ventilacijskog sustava. Uređaj ima široku primjenu u svakodnevnom životu i nezamjenjiv je u mnogim područjima ljudskog života.Kada planirate kupnju ventilacijske opreme, morate razumjeti specifičnosti njegovog dizajna i rada.

Članak predstavljen za pregled detaljno opisuje vrste ventilatora, njihove značajke dizajna, načela rada i svrhu svake jedinice. Reći ćemo vam o prioritetnim područjima za odabir odgovarajućeg modela. Ovdje ćete naučiti kako odabrati uređaj ovisno o uvjetima rada.

Podjela ventilatora prema osnovnim parametrima

Ventilatori su mehanički uređaji namijenjeni za pomicanje, dovod ili odvod zraka i plinskih masa. Kruženje zraka nastaje zbog razlike tlaka između ulaznih i izlaznih kanala ventilacijske jedinice.

Ventilatori se koriste posvuda. Neizostavni uređaji pri uređenju kompleks opskrbe i ispušne ventilacije zgrade, puhanje radnih elemenata u klima uređajima i uređajima za grijanje.

Ventilatori su predviđeni za rad s plinovima čiji omjer kompresije ne prelazi 1,15. Istodobno, razlika u pokazateljima tlaka na ulazu / izlazu ograničena je na 15 kPa - za veću vrijednost koristi se kompresor

Opća klasifikacija ventilacijskih jedinica temelji se na različitim parametrima.

Među glavnim kriterijima gradacije su:

• dizajn i princip rada uređaja;
• namjena i uvjeti rada ventilatora;
• način ugradnje;
• načini spajanja uređaja na elektromotor;
• tehničke značajke: IP stupanj zaštite, generirani tlak, potrošnja energije, brzina vrtnje, učinkovitost i razina akustičnog tlaka.

Ovisno o vrsti dizajna, postoji pet modifikacija ventilatora: aksijalni, centrifugalni, dijagonalni, dijametralni i bez lopatica.

Dijagonalne i dijametralne jedinice smatraju se varijacijom dviju glavnih skupina ventilacijskih jedinica: aksijalnih i centrifugalnih. Novi proizvodi bez oštrica bitno se razlikuju od svojih kolega

Na temelju uvjeta rada dijele se sljedeći tipovi strojeva za puhanje plina:

• uređaji za opću uporabu;
• ventilatori za posebne namjene.

Prva skupina uključuje jedinice dizajnirane za rad s protokom zraka i neaktivnog plina, čija temperatura ne prelazi +50 ° C. Druga skupina uključuje specijalnu opremu: otpornu na toplinu, eksploziju, prašinu, koroziju i za uklanjanje dima.

Prema načinu ugradnje razlikuju se:

• standard - instalacija se vrši na nosaču;
• krov - ugradnja na krov zgrade;
• kanal - postavljen unutar ventilacijskog kanala;
• multi-zone - modeli dizajnirani za spajanje na nekoliko zračnih kanala.

Za pogon ventilacijske jedinice koriste se elektromotori.

Postoji nekoliko mogućih načina spajanja motora na impeler:

• izravna veza;
• prijenos klinastim remenom;
• spojka bez koraka.

Nakon određivanja odgovarajućeg tipa ventilatora odabire se model s optimalnim tehničkim karakteristikama.

Uzimaju se u obzir servisno područje, mjesto postavljanja, dopuštena razina buke, vlažnost u prostoriji i potreba zaštite uređaja od stranih tijela.

Princip rada različitih vrsta uređaja

Glavni kriterij za odabir ventilatora je njegov dizajn i princip rada. Značajke dizajna i tehničke nijanse određuju učinkovitost uređaja, razinu buke, učinkovitost rada i mogućnost njegove uporabe u određenim uvjetima.

Aksijalna jedinica – klasični ventilator

Aksijalni (aksijalni) ventilator naširoko se koristi u kućanstvu ventilacijski sustavi privatnih kuća, u kupaonskim napama, u složenim ispušnim napama, kao rashladni element za različitu opremu i elektroniku, kao iu aerotunelima i turboventilacijskim motorima u području zrakoplovstva.

Dizajn modela karakterizira jednostavnost izvedbe i male dimenzije. Glavni elementi: cilindrično tijelo, kotač s lopaticama i pogon.Unutarnji promjer cilindra mora osigurati nesmetano okretanje impelera. Razmak između noževa i kućišta ograničen je na 1,5% duljine rotirajućeg noža.

Kako bi se smanjili hidraulički gubici i poboljšala aerodinamička svojstva, konstrukcija je dopunjena kolektorom, difuzorom i oblogom s obje strane rotora

Princip rada: rotirajuće lopatice hvataju zrak i potiskuju ga duž osi impelera. Gotovo da nema kretanja strujanja zraka u radijalnom smjeru. Rad opreme regulira se okretanjem lopatica.

Izrazite značajke aksijalnih modela:

• ne zahtijevaju veliku površinu za ugradnju;
• ekonomična potrošnja energije;
• niska razina buke;
• jednostavnost rada i popravka;
• niska cijena.

Prednosti rada i korištenja aksijalnih ventilatora doveli su do njihove široke popularnosti u svakodnevnom životu. Naširoko se koriste modeli kućišta za hlađenje električnih uređaja i prijenosnih aksijalnih jedinica s rešetkama.

Kako bi se poboljšala izmjena zraka, aksijalni ventilatori sa zidnom pločom ugrađeni su u zidne otvore i druge potporne konstrukcije. Uređaji mogu raditi u dva načina: usis zraka i ubrizgavanje zraka

Centrifugalni model - snaga i velika snaga

Centrifugalni (radijalni) ventilatori vrlo su učinkoviti - jedinice su sposobne stvarati visoke tlakove i raditi u teškim uvjetima. Dizajn opreme uključuje sljedeće elemente.

Okvir. Kućište difuzora izrađuje se od zakovanog ili zavarenog lima. Šuplje tijelo ima spiralni oblik puža, dizajn uključuje usisnu i ispusnu cijev. Za dodatnu krutost, kućište je ojačano rebrastim ili poprečnim prugama.

Vrh "puža" zatvoren je dodatnom kutijom ili obložen pločama za upijanje buke. Ovo je neophodno za smanjenje buke tijekom rada ventilacijske jedinice.

Radni kotač. Lopatica se sastoji od dva diska, lopatica i glavčine.

Dizajn kotača određuje uvjete za korištenje ventilatora:

• bez diska – transport tokova s ​​čvrstim komponentama;
• jednodiskni - kretanje zračnog medija s niskim sadržajem čvrstih frakcija;
• dvostruki disk - cirkulacija čistih zračnih masa u različitim rasponima tlaka;
• tri diska - osigurava dvosmjerno usisavanje.

Kotač je pričvršćen na osovinu pomoću glavčina. Noževi su pričvršćeni na diskove i glavčine.

Lopatice. Karakteristike performansi i učinkovitost jedinice u cjelini uvelike ovise o obliku lopatica:

• aerodinamično krilo – osigurava bešumnost, dobre performanse i otpornost uređaja na visoke temperature;
• unatrag zakrivljen – sprječava nakupljanje prašine unutar ventilatora, pogodan za korištenje u okruženjima s visokim pritiskom;
• zakrivljen prema naprijed – ventilatori s “prednjim” rebrima dizajnirani su za rad s velikim količinama zraka i visokim tlakom te su otporni na eroziju;
• radijalne - instalacije kompaktne veličine s prosječnom učinkovitošću, vodilice rotora tretirane su zaštitnim spojem protiv erozije.

Kod kotača sa “stražnjim” lopaticama razlika između statičkog i ukupnog tlaka nije velika, pa je njihova učinkovitost visoka. Učinkovitost rada doseže 80%.

Prema naprijed zakrivljene lopatice stvaraju visok protok zraka na izlazu. Jedinica održava učinkovitost od 60%. Prednost “prednjih” lopatica je što se traženi parametri postižu s manjim dimenzijama ventilatora

U centrifugalnim instalacijama zrak ulazi u aksijalnom smjeru, a izbacuje u radijalnom smjeru. Zračne mase gibaju se pod utjecajem centrifugalnih sila u cilindričnom tijelu.

Cijeli proces može se podijeliti u nekoliko faza:

1. Kada se kotač okreće, zrak između prostora lopatica juri do ruba rotora.
2. Kao rezultat, u središtu kotača formira se zona niskog tlaka. To dovodi do apsorpcije zračnih masa izvana.
3. U središtu komore strujanje zraka mijenja smjer od aksijalnog do radijalnog, ulazeći u odjeljke između lopatica.
4. Zbog brze rotacije, zračne mase žure na unutarnju stijenku kućišta.
5. Kinetička energija se djelomično pretvara u energiju kompresije, a brzina zraka se smanjuje - volumenski protok zraka skuplja se unutar "puža" i stvara se višak tlaka.
6. Plinovita masa juri do izlazne cijevi, ulazi u cjevovod, a zatim u radno područje.

Centrifugalne jedinice koriste se u dovodnim i ispušnim sustavima velikih prostorija, garaža, trgovačkih centara i zgrada gdje je potrebna kontinuirana snažna ventilacija.

Radijalne jedinice koriste se u opasnim industrijama za brzo uklanjanje kontaminiranog zraka. Na primjer, u radionicama za obradu drva ili metala, u radionicama za odvod dima i štetnih isparenja

Dijagonalni – kombinacija aksijalnih i radijalnih ventilatora

Dijagonalni model je sinteza dva tipa ventilatora: aksijalnog i centrifugalnog. Rotor uređaja ima poseban oblik - struktura impelera nalikuje strukturi bubnja u radijalnom ventilatoru. Lopatice impelera nalaze se paralelno s osi rotacije.

Kombinirani ventilatori imaju cilindrično tijelo i izgledom su sličniji aksijalnim modelima.Međutim, njihov princip rada je drugačiji zbog značajki dizajna rotora. Zrak se prvo giba duž osi, a zatim mijenja smjer za 45°.

Zbog centrifugalnog ubrizgavanja povećava se brzina protoka zraka, što znači da se povećava učinkovitost ventilacijske jedinice. Razina učinkovitosti dijagonalnih modela doseže 80%

Glavna prednost ventilatora mješovitog tipa je postizanje kompromisa između karakteristika buke, performansi i dimenzija uređaja.

Najčešće se koriste centrifugalno-aksijalne jedinice kanalski ventilatori u malim i srednjim ventilacijskim sustavima s dugim zračnim kanalima. Koriste se kao ispušne jedinice i ulazi u tlačnim sustavima dovodnog tipa.

Tangencijalna instalacija - ravnomjerno strujanje zraka

Tangencijalni (dijametralni) ventilator sastoji se od izduženog kućišta opremljenog difuzorom i mlaznicom, te bubnjastim rotorom s nagnutim lopaticama. Zrak se giba dva puta okomito na os rotacije cilindra.

Kućište dijametralnog modela podsjeća na kućište radijalnog ventilatora. Razlika je u tome što se u tangencijalnoj jedinici zračni kanal nalazi duž bočne ploče

Posebnosti dijametralnih uređaja:

• visoke aerodinamičke performanse;
• sposobnost opskrbe ravnomjernim protokom;
• mogućnost rotacije ventilatora, odabirom smjera protoka zraka;
• tihi rad;
• visoka stopa učinkovitosti - do 60-70%.

Područje primjene: izrada zračnih zavjesa, ventilokonvektora i upotreba u split sustavima.

Ventilator bez lopatica - inovativna tehnologija

Nedavno su se na domaćem tržištu ventilacijskih sustava pojavili ventilatori za kućanstvo bez lopatica.Njihovo načelo rada radikalno se razlikuje od gore razmotrenih modifikacija.

Djelovanje inovativnog uređaja temelji se na želji okoline da izjednači ravnotežu između tlakova izvan i unutar uređaja, kao i na tehnologiji “zračnog multiplikatora”.

Komponente uređaja:

• okrugli ili ovalni okvir dizajniran za uvlačenje i izbacivanje zračnih masa;
• baza za pričvršćivanje okvira;
• mini-turbina postavljena u podnožju ventilatora;
• motor.

Inovativni ventilator radi na sljedećem principu:

1. Nakon paljenja motora aktivira se turbina.
2. Dok se turbina okreće, ona uvlači zrak kroz perforacije u kućištu baze.
3. Pod utjecajem turbulencije, zrak se ubrzava 15 puta i izlazi kroz izlazne proreze koji se nalaze duž perimetra okvira.

Struje zraka savijaju se oko površine prstena i jure u željenom smjeru.

Zbog aerodinamičkih svojstava ventilacijskog uređaja, zrak sa strane i iza prstenastog okvira uvlači se u rezultirajući protok zraka

U usporedbi s tradicionalnim modelima ventilatori bez lopatica imaju niz prednosti:

• glatko podešavanje intenziteta protoka zraka;
• praktičnost i apsolutna sigurnost uporabe;
• mijenjanje smjera zraka podešavanjem položaja prstena;
• radna učinkovitost - potrošnja energije je 20% manja u usporedbi s aksijalnim modelima.

Glavni nedostaci uređaja: visoka cijena i visoka razina buke.

Ovisnost o uvjetima rada

Prilikom odabira ventilatora važno je uzeti u obzir uvjete njegove uporabe. Za korištenje u agresivnim okruženjima razvijene su visoko specijalizirane instalacije.

Jedinice za normalnu upotrebu

Ventilatori opće namjene izrađeni su od ugljičnog čelika.

Uređaji su dopušteni za ugradnju podložno obveznim radnim uvjetima:

• sadržaj prašine u zraku za radijalne jedinice - ne više od 0,01 g / kub.m, za aksijalne uređaje - do 0,01 g / kub.m;
• temperatura radne okoline - do +50 ° C;
• odsutnost kemijski agresivnih, eksplozivnih komponenti, vlakana i ljepljivih čestica u zraku.

Okolina plin-para-zrak ne bi trebala izazvati ubrzane procese korozije, dopuštena stopa uništavanja metala je 0,1 mm godišnje. Ako radna temperatura poraste iznad granične vrijednosti, tada se pogoršava rad motora, koji se obično nalazi u strujanju pokretnih zračnih masa.

Postoje čelični ventilatori otporni na toplinu za opću namjenu. Maksimalna temperatura transportiranog vlaka je do +200°C. Domaći proizvodi označeni su slovima "Zh" i "Zh2"

U sustavima se koriste modeli opće namjene grijanje zraka i ventilaciju javnih, stambenih i industrijskih objekata, kao i za druge sanitarno-tehničke potrebe.

Jedinice za ventilaciju posebne namjene

Ventilatori za posebne namjene obično se dijele u pet skupina:

• prašnjav;
• otporan na toplinu;
• otporan na eksploziju;
• otporan na koroziju;
• odimljavači.

Jedinice za prašinu koriste se za čišćenje zračnih masa od čestica prašine i prljavštine: drvene i metalne piljevine, troske od zavarivanja, žitnog otpada. Protok zraka, prolazeći kroz mlaznice, mijenja smjer od aksijalnog do radijalnog. Zbog centrifugalne sile mijenja se i brzina strujanja zraka.

Uređaji za prašinu izrađeni su od mesinga, ugljičnog čelika ili nehrđajućeg čelika. Maksimalna temperatura radne okoline je +80°C. Postoje modeli mješovitog tipa: otporni na prašinu, eksploziju i toplinu

Radijalni ventilatori male snage ugrađuju se na vozila koja prevoze žitarice. Visokotlačni uređaji koriste se u velikim proizvodnim radionicama.

Jedinice otporne na toplinu dizajnirane su za kretanje zraka čija temperatura prelazi +80°C.

Zbog teških uvjeta rada, ventilatori moraju imati posebne karakteristike:

• toplinska izolacija elektromotora i njegovo uklanjanje izvan protoka zraka;
• visoka razina zaštite motora - IP44 i više;
• izrada konstrukcijskih elemenata od materijala otpornih na toplinu (poliamid otporan na toplinu, aluminijske legure, nehrđajući ili ugljični čelik);
• širok raspon radnih temperatura.

Ventilatori otporni na toplinu koriste se u opremanju sustavi ventilacije kupatila i saune, uklanjanje visokotemperaturnog ispušnog zraka iz kamina ili peći, uklanjanje produkata izgaranja iz proizvodnih prostora.

Jedinice otporne na toplinu mogu imati aksijalni ili radijalni dizajn. Najčešće se visokotemperaturni ventilatori koriste u ventilacijskim kanalima, ali postoje modifikacije koje se montiraju bez zračnih kanala.

Ventilacijska oprema otporna na eksploziju dizajnirana je za uklanjanje eksplozivnih plinskih smjesa. Ova kategorija uključuje sastave u kojima se pri zapaljenju najmanje čestice zapali cijeli preostali volumen plina.

Zahtjevi za sigurnost od eksplozije za električnu opremu regulirani su ATEX EC direktivama. Ovisno o stupnju opasnosti od eksplozije prostora, ventilacijske jedinice mogu biti zaštićene:

• kvarcno ili uljno punjenje ljuski vodljivih dijelova;
• brtvljenje spojem - polimerni materijal;
• premazi za zaštitu od eksplozije.

Materijali korišteni za izradu ulaznih razdjelnika, impelera i kućišta su nehrđajući čelik, aluminijske legure i grupe različitih materijala: nehrđajući čelik-mjed, bronca, elektrovodljiva plastika.

Različiti materijali kombinirani su na način da ne može doći do iskre prilikom udaranja ili trljanja jedan o drugi

Ventilatori otporni na koroziju namijenjeni su transportu agresivnih, neeksplozivnih mješavina zraka i plina s niskim sadržajem prašine i odsutnošću vlaknastih i ljepljivih komponenti.

Materijali za izradu dijelova uređaja: legure titana, polipropilen, vinil plastika. Kao opcija, radni elementi su prskani antikorozivnim premazom - čelik otporan na koroziju 08H13 ili legura titana.

Opseg primjene ventilatora protiv rđe:

• crna metalurgija;
• tehnološke linije za proizvodnju mineralnih gnojiva;
• proizvodnja ugljika;
• dovod zraka u kotlove s kipućim sastavom;
• organizacija cirkulacije vodene pare s nečistoćama fenola, alkalija i sumporovodika;
• linije koksara.

Ventilatori za odimljavanje su snažne vatrootporne jedinice koje su ugrađene u ventilacijski sustav zgrade i rade na ispuhivanju dima iz prostorije. Jedinice podliježu visokim tehničkim zahtjevima.

U slučaju požara ventilator mora raditi neprekidno 2 sata pri temperaturi upuhanog zraka do +400°C. Kada temperatura poraste na +600°C – do 1 sat

Područje primjene: sustavi odimne ventilacije za zgrade raznih namjena. „Odimovnici“ se postavljaju na krov prostorije pomoću montažne prirubnice i spajaju na kanale za odvod dima.

Ovisno o izvedbi ventilatora, dvosmjerno ili četverosmjerno ispuštanje dima može se izvoditi u vodoravnom ili okomitom smjeru. Moguće je raditi s jedinicama u načinu opće ventilacije kuće.

Vrste ventilatora prema načinu ugradnje

Kao što je gore navedeno, prema načinu ugradnje ventilacijski uređaji podijeljeni su u 4 skupine: standardni, krovni, kanalski i višezonski.

Konvencionalni ventilatori obično dolaze u kompletu s potpornim okvirom ili držačem. Njihova instalacija ne uzrokuje nikakve poteškoće.

Krovne jedinice postavljaju se na krov zgrade i djeluju kao završna karika u ventilacijskom sustavu zgrade. Takvi ventilatori izloženi su negativnim vanjskim čimbenicima (kiša, snijeg, udari vjetra), pa su izrađeni od posebno izdržljivih materijala. Gotovo svi modeli opremljeni su zaštitnim konusom kako bi se spriječilo začepljenje kućišta.

Krovni ventilacijski uređaji rade na aksijalnom ili centrifugalnom principu. Prva opcija se češće koristi za normalna okruženja, a druga - za prašnjava i agresivna okruženja.

Prilikom odabira krovnog ventilatora, uzmite u obzir specifičnosti prostorije koja se oprema. Na primjer, za vrtić, bolnicu ili školu odabran je model s niskom razinom buke. Za proizvodnu radionicu prioritet će biti snaga opreme.

Kanalske ventilacijske jedinice postavljaju se u ventilacijske kanale i osiguravaju odvod i dovod zraka kroz sustav zračnih kanala. Dizajn ventilatora kanala obično je dijagonalni ili radijalni, rjeđe - aksijalni.

Izbor uređaja provodi se u odnosu na oblik zračnog kanala. Jedinice se proizvode za okrugle, kvadratne i pravokutne osovine.

Pravokutni ili kvadratni kanalski ventilatori izrađeni su od metala, okrugli ventilatori izrađeni su od plastike.Metalno kućište je otporno na habanje i izdržljivo, a plastično kućište je manje bučno

Višezonske ventilacijske jedinice opremljene su kućištem koje omogućuje spajanje više usisnih zračnih kanala koji izlaze iz različitih zona. Takvi ventilatori su neophodni u prostorijama gdje je potrebno ugraditi napu u različite prostorije, ali postoji samo jedan ispušni kanal za zrak.

Višekanalne jedinice omogućuju vam optimizaciju kompleksa zračnih kanala, smanjenje kapitalnih troškova i intenzitet rada na uređenju ventilacijskog sustava kuće

Dodatna prednost je jednostavnost korištenja. Potrebno je servisirati jedan ventilator, a ne nekoliko.

Varijante modela ventilacije kućanstva

Kućni ventilatori dalje se klasificiraju prema mjestu ugradnje.

Prozor. Uređaj se postavlja u prozor ili zid blizu prozora, nema zračnog kanala. Takva se oprema uglavnom koristi u javnim ustanovama: kafićima, frizerskim salonima itd. Samostalna ugradnja u ugrađene PVC prozore je problematična.

Prozorski ventilatori se proizvode okruglog i četvrtastog profila. Neki modeli opremljeni su povratnim ventilom koji sprječava ulazak prašine u kuću

Kuhinja. Uklanja pare i razne mirise koji se javljaju tijekom kuhanja. Ventilator je montiran izravno u ispušnu napu. Na temelju dizajna postoje ravne, kupolaste i ugradbene nape. Kuhinjski ventilatori moraju biti otporni na toplinu i imati vanjsku zaštitnu mrežicu.

Kupaonska oprema. Za povećanje učinkovitosti ispuha ventilacija WC-a i kupaonice koriste se gornji zidni i stropni ventilatori. Kompaktne jedinice su ekonomične i jednostavne za ugradnju.

Unutarnji dio kućišta postavljen je u ventilacijski kanal, a vanjski dio je izbočen i pokriven ventilacijskom rešetkom. U kupaonici je preporučljivo koristiti ventilator s hidrauličkim senzorom

Bez obzira na odabranu vrstu ventilatora, posebnu pozornost treba obratiti na označavanje uređaja, odnosno stupanj zaštite IP. IP standard karakterizira sigurnost opreme u neagresivnom okruženju.

Prva znamenka ima vrijednost u rasponu od 0-6 i označava razinu zaštite od prodiranja stranih tijela, prašine i dodira rukama

Razina zaštite od prodora vlage u kućište označena je drugom znamenkom oznake.

Postoji velika vjerojatnost prodiranja vode u uređaje s vrijednošću "0". Dopušteni su za ugradnju samo u "suhim" prostorijama. Najviši stupanj zaštite “8” jamči sigurnost ventilatora kada je potpuno uronjen u vodu

Zaključci i koristan video na tu temu

Video #1. Princip rada i konkurentske prednosti ventilatora bez lopatica:

Video #2. Dizajn centrifugalnog ventilatora VTsUN:

Video #3. Dizajn ventilatora s okruglim kanalom:

Dizajn modela te tehničke i radne karakteristike ventilatora omogućuju nam odabir optimalne opreme za kućnu i industrijsku uporabu. Dizajni ventilacijskih jedinica stalno se usavršavaju, prilagođavajući se potrebama kupaca.

Jeste li imali pitanja dok ste čitali članak? Želite li nas obavijestiti o korisnim nijansama pri odabiru opreme? Napišite komentare u blok ispod.