Как рассчитать производительность вентилятора

Объем помещения = Длина х Ширина х Высота

Производительность = Объем помещения х Кратность воздухообмена (=0,5)

Расчетная производительность сравнивается с минимальной величиной, установленной требованиями СниП и выбирается большее из двух значений.

Для многолюдных помещений, а также помещений, где окружающий воздух характеризуется высокой температурой, влажностью, запыленностью или запахами, кратность воздухообмена следует принимать равной 1.

Примечание: В некоторых случаях может потребоваться установка нескольких вентиляторов.

Для многолюдных помещений, а также помещений, где окружающий воздух характеризуется высокой температурой, влажностью запыленностью или запахами, следует выбирать наибольшее значение из указанного диапазона.

Выбор типа вентилятора и варианта установки

В зависимости от проектных требований вентилятор можно врезать в стену (настенный монтаж), монтировать в оконный проем (оконный монтаж), встраивать в потолочную конструкцию (потолочный монтаж), что, в свою очередь, исходя из длины воздуховода, определяет конструктивный тип вентилятора, который необходимо использовать — осевой или центробежный.

Как рассчитать производительность вентилятора для вытяжки

Система принудительной вентиляции – обязательный элемент оснащения бытовых и технических помещений. Она необходима для устранения посторонних запахов, пищевых испарений, избыточной влаги и сырости. Вентилятор для вентиляции должен иметь оптимальную производительность, которая рассчитывается с учетом размера помещения и прочих важных параметров, регламентируемых действующими нормативами СНиП.

Нормы и требования к вентиляции помещений

Согласно требованиям СНиП, для жилых объектов нужная производительность вентилятора вычисляется на основе кратности показателя воздушного обмена. Для каждого бытового помещения предусмотрены собственные нормативы:

• совмещенный санузел – не менее 50 м³/ч;
• ванная и туалет – от 25 м³/ч;
• кухня – 60-90 м³/ч;
• прочие помещения 3 м³/ч.

С учетом расчетной кратности обновления воздушной смеси и кубатуры помещения определяют необходимую общую производительность вентиляционной системы.

Как рассчитать производительность вентилятора

Алгоритм подсчета следующий:

1. Измерить точные размеры помещения.
2. Умножить объем на установленную норму воздухообмена.
3. Полученный результат и является требуемой продуктивностью вентиляционного агрегата.

Дополнительно учитывают сечение воздуховодов, их геометрическую конфигурацию, сопротивление фильтрующих элементов. Формула расчета мощности следующая: L = n*V, где:

• L – нужная продуктивность системы;
• n – предусмотренные СНиП нормативы воздухообмена;
• V – общая кубатура помещения.

Пропускная способность установки определяется и диаметром воздушных каналов. Постоянно работающие вентиляторы для вентиляции должны быть не менее 100 мм.

Расчет производительности вытяжного вентилятора в жилых помещениях

Правильное вычисление требуемой производительности вентиляционного агрегата позволит обеспечить надлежащий КПД. Для этого требуется верно рассчитать объем воздуха, который следует постоянно обновлять. Важное требование к вытяжке – обеспечение полного обмена атмосферной смеси каждые 15 минут. Согласно действующим нормативам, на кухне этот показатель должен составлять не менее 9 раз в час.

В ванной достаточно 5-8 раз. Чтобы точно вычислить требуемую продуктивность климатического устройства, следует знать размер обслуживаемого помещения, который умножается на установленный показатель воздухообмена. Для кухни объемом 20 м³ расчет мощности осуществляется следующим образом: 20х9=180 м³/ч. Это минимально допустимое значение.

Определение объема помещения

Вычисление кубатуры помещения производится путем перемножения длины, ширины и высоты. Математическая формула следующая: V=a*b*c. Расчетная мощность вентилятора для ванной комнаты объемом 22,5 м³ должна составлять не менее 270 м³, что обеспечит полное обновление атмосферной смеси каждые 5 минут. Дополнительно в этом помещении требуется учитывать необходимость удаления водяного пара и загрязненного воздуха. Если выполнять вычисления без учета повышенной плотности отработанной атмосферной смеси, то вытяжная система может не справляться с нагрузкой.

Для ванной и кухни желательно выбрать вентилятор с запасом производительности, чтобы обеспечить надлежащее качество воздушной смеси в любых условиях. Конструкция вентиляционной системы тоже оказывает существенное влияние на производительность. Гофрированные стенки канала воздуховода забирают примерно 7-9% мощности устройства. Потери фильтров и шумопоглощающих элементов указываются в сопроводительной технической документации. Каждый прямой угол канала воздуховода забирает еще 2-3% мощности.

Подбор вентилятора по минимально необходимой производительности

В расчетную мощность вентиляционной системы закладывается определенный запас. На практике достаточно менее производительной установки. Вытяжной вентилятор на кухню или ванную должен справляться с экстремальными нагрузками, к которым относятся:

• приготовление пищи;
• работа духового шкафа;
• принятие душа, связанное с интенсивным парообразованием.

Поэтому расчет производительности вентилятора осуществляется с некоторым запасом. В современных моделях вентиляционных систем обязательно имеется усиленный режим работы. Для обеспечения минимальной нормы в стандартных условиях достаточно хорошего притока воздуха и тяги в канале.

Снизить расходы и обеспечить надлежащий санитарный эффект позволяют интеллектуальные VAV-системы. Они имеют достаточный объем вентиляции и возможность ручной регулировки путем отключения или ограничения воздухообмена в отдельных помещениях. Необходимую производительность вентиляторов не следует определять на основе одной лишь простой формулы, в которой не учитываются дополнительные факторы. К ним причисляются:

1. Принцип работы агрегата. Современные вентиляционные системы могут функционировать в режиме стандартного воздухообмена или рециркуляции, в котором производительность установки меньше, но ей требуется больше питающей мощности.
2. Способ размещения. Расположение устройства в помещении тоже влияет на способность к обновлению атмосферной смеси. Кухонная вытяжка размещается непосредственно над плитой для повышения эффективности всасывания загрязненного воздуха.
3. Энергопотребление. Самый экономичный вариант – осевой вентилятор для вытяжки.

В жилых помещениях часто устанавливают рыночную новинку – устройство центробежного типа.

Расчет производительности вентилятора для особых промышленных условий

При расчете требуемой производительности вентиляционной установки для сложных промышленных объектов предварительно составляют техническое задание, в которое закладывают предполагаемые условия функционирования климатической системы. Среди них:

• положение объекта на местности;
• предназначение каждого помещения;
• компоновка и планировка сооружения;
• свойства строительных материалов;
• ориентировочное число людей, постоянно находящихся внутри здания;
• специфика производства и особенности технологических процессов.

На основе этих данных выполняются вычисления требуемой мощности. Дополнительно в расчет принимают:

1. Скорость движения воздушных потоков.
2. Уровень шумности системы.
3. Длину, геометрическую конфигурацию и диаметр вентиляционных каналов.
4. Показатели давления.

Для каждого промышленного объекта эти факторы индивидуальны. Стандартная скорость движения воздушного потока – 2,5-4 м/с.

Учет количества людей, находящихся в помещении

На производительность вентиляционной установки влияет и число постоянно присутствующих в помещении людей. Существует специальная формула, учитывающая этот фактор. Выглядит она следующим образом: L=N*LH.

• L – минимально требуемая мощность устройства;
• N – число постоянно присутствующих на объекте людей;
• LH – расчетный объем потребления атмосферного воздуха 1 человеком.

Норма воздушной смеси в спокойном состоянии составляет 30 м³/ч, при физической нагрузке организма – вдвое больше. Для объектов жилого типа за основу для расчета нужной мощности вытяжной системы принимают значение 60 м³/ч. В местах отдыха, например, в спальне, стандартным показателем считается 30 м³/ч, поскольку во время сна и при отсутствии двигательной активности потребление человеческим организмом кислорода существенно снижается.

Вентилятор для вытяжки, которая используется на кухне, должен иметь некоторый запас мощности, поскольку условия здесь постоянно меняются. Иногда требуется более высокая производительность, например, во время жарки пищи. На кухне или в пекарне объемом 30 м³ рекомендуется устанавливать вентилятор расчетной мощностью 400-800 м³/ч. Стандартные воздуховоды пропускают не больше 180 м³ в течение 1 часа.

Поэтому в помещениях технического предназначения используют специальные мощные рециркуляционные системы, прогоняющие атмосферную смесь через фильтрующие элементы. Они снижают показатель производительности. Поэтому к расчетной мощности добавляют примерно 40%. Таким образом, следует выбирать рециркуляционную систему паспортной продуктивностью в пределах 560-1120 м³/ч.

Повышенное количество влаги

Оснащение помещений повышенной влажности вытяжной системой имеет особенности. Для исключения возможности короткого замыкания в случае нарушения целостности изоляции электропроводки используют специальные вентиляторы в брызгозащищенном конструктивном исполнении. Такая модель препятствует проникновению капель и испарений в канал воздуховода.

Регулярное обновление воздуха в помещениях с плохо налаженной естественной вентиляцией не позволит оседать конденсату на кафельные и полированные поверхности, снизит вероятность образования плесени. Современные модели вытяжных систем, предназначенные для помещений такого типа, оснащаются датчиком влажности. В ванной комнате площадью свыше 5 м² следует позаботиться об эффективном удалении отработанной воздушной смеси. Рекомендуется вытяжной вентилятор заявленной производительностью не менее 320 м³/ч.

Читайте также:

Эти полезные и простые советы помогут вам сэкономить время и деньги. Пользуясь маленькими хитростями, вы…

Угольный фильтр для вытяжки — сменный элемент конструкции. Он загрязняется по мере эксплуатации так же,…

Многие в зимний период предпочитают вместо шубы носить дублёнку. Полезные советы по стирке помогут содержать…

Как рассчитать минимально необходимую производительность вытяжного вентилятора и подобрать подходящее устройство?

Вентиляционные системы — неотъемлемая часть любого помещения. И, конечно, в них используется такой прибор, как вытяжной вентилятор. Без него просто не обойтись. Чтобы приобрести систему нужной мощности, обязательно надо сделать расчет производительности вытяжного вентилятора.

Нормы и требования к вентиляции помещений

По нормам, установленным СНиП, при расчете производительности вентиляторов, кратность воздухообмена должна быть не менее 0,5 м 3 в час для бытовых помещений.

Также есть определенные нормы для каждого типа жилых помещений.

• Ванная комната, совмещенная с туалетом — 50 м 3 /час.
• Ванная комната без туалета — 25 м 3 /час.
• Туалет — 25 м 3 /час.
• Кухня — от 60 до 90 м 3 /час (в зависимости от типа и мощности плиты).
• Другие помещения — 3 м 3 /час на 1 м 3 .

Расчет производительности вытяжного вентилятора в жилых помещениях

Чтобы узнать, какой должна быть производительность вашей вытяжной системы, необходимо предпринять следующее:

1. Узнать объем помещения.
2. Умножаем объем на необходимую норму воздухообмена.
3. Получившаяся цифра и есть необходимая нам производительность.
4. Еще необходимо учесть сечение воздуховодов, изгибы, сопротивление фильтров, если они есть в системе вентиляции.

Формула для расчетов будет выглядеть так:

• L — требующаяся производительность, м 3 /час,
• n — необходимая норма воздухообмена, м 3 /час,
• V — объем помещения.

Например, рассчитаем производительность вытяжного вентилятора для трехкомнатной квартиры общей площадью 59 м 2 , с ванной, туалетом, кухней и мебелью. 59 м 2 умножим на 3м (это высота), найдем объем. Он будет равен 177 м 3 .

Необходимая норма смены воздуха в час по СНиП — 10-12 раз в час. Умножим 177 на 12, получим 354 м 3 . Это и есть необходимая производительность. Но сюда нужно еще прибавить такие же расчеты по кухне, ванной и туалету. Это будет соответственно 108 м 3 , 144 м 3 и 72 м 3 . Сложив все цифры, получим мощность нашей вытяжной системы — 678 м 3 /час.

Диаметр воздуховода влияет на его пропускную способность. Существует три наиболее распространенных размера:

• 100 мм — для вентилятора небольшой мощности, который постоянно работает;
• 125 мм — для эпизодического проветривания помещения вентиляцией малой и средней мощности;
• 150 мм — быстрое нерегулярное проветривание помещений с малым количеством людей.

Определение объема помещения

Объем помещения найти несложно. Для этого нужно перемножить длину комнаты на ширину и высоту.

Пример расчета производительности для ванной с площадью 9 кв.м

Рассчитаем мощность и осуществим подбор вентилятора по производительности для ванной комнаты. Площадь 9 м 2 умножим на высоту потолка 2,5, получим 22,5 м 3 . Это объем помещения.

Полностью воздух должен меняться каждые 5 минут, это 1/12 часа. Пропускная способность вентилятора будет равна — 22,5*12 = 270 м 3 .

Подбор вентилятора по минимально необходимой производительности

Нормы, которые требуются по расчетам, обычно завышены, и на практике не реализуются. На кухне или в ванной комнате во время приготовления пищи или принятия душа есть функция усиленной вытяжки. А для обеспечения минимальной установленной нормы достаточно хорошего притока воздуха и тяги в вентиляционном канале.

Производительность равна произведению объема на кратность воздухообмена. Узнав, чему она равна, сравниваем ее с нормой по требованиям СНиП, и берем максимальное значение.

Снизить расходы и подобрать вентилятор меньшей производительности можно, используя современные VAV-системы. Это вентиляционные системы, в которых возможна экономия энергии и воздухообмена путем полного или частичного отключения вентиляции некоторых помещений. Например, ночью в гостиной никого нет, поэтому можно временно отключить там вентиляцию.

Что влияет на производительность устройства?

Если смотреть на формулу расчета производительности, то она выглядит довольно простой. Но только расчеты по формуле не дают полного представления о том, какой именно вытяжной вентилятор подойдет в каком-то конкретном случае.

Есть еще некоторые факторы, влияющие на производительность устройства.

1. Принцип работы. Вентиляция может работать в режиме отвода воздуха и в режиме рециркуляции. Рециркуляционные вытяжки имеют меньшую производительность, им требуется больше мощности.
2. Расположение. От места, где находится вентилятор, также зависит его производительность. Например, на кухне вытяжка должна располагаться прямо над плитой на определенном расстоянии, иначе ее производительность будет снижена.
3. Потребляемая мощность. Чем меньше вентилятор потребляет мощности, тем меньше расход электроэнергии.

Расчет производительности вентилятора для особых промышленных условий

Чтобы рассчитать необходимую производительность вентилятора для промышленных условий, нужно разработать техническое задание и определиться с некоторыми важными моментами.

1. Место расположения объекта.
2. Назначение помещения.
3. Планировка и расположение внутри здания.
4. Материал, из которого построено помещение.
5. Количество людей, работающих на производстве.
6. Режим работы и технология процессов.

После этого производятся необходимые расчеты. Причем необходимо учесть еще такие факторы, как скорость потока воздуха, уровень шума, длину и диаметр воздуховодов и их изгибы, давление системы. Скорость потока воздуха считается стандартной, когда она равна 2,5 — 4 м/с.

Учет количества людей, находящихся в помещении

Рассчитать необходимую мощность вентилятора можно и по другой формуле:

Этот расчет производится, учитывая количество людей в помещении.

• L — необходимая мощность,
• N — количество людей в помещении,
• L_H — норма воздуха на одного человека.

Для жилых помещений используется показатель 60 м 3 /час, там, где человек отдыхает, например, спальня, допускается принять за норму 30 м 3 /час, так как во сне необходимо меньше кислорода.

За количество людей принимаются те люди, которые находятся в помещении постоянно. Если к вам пришли гости, не нужно из-за этого увеличивать мощность вентилятора.

Повышенное количество влаги

Оборудование ванной комнаты может отличаться от других видов вентиляции, так как там всегда повышенная влажность. Чтобы избежать короткого замыкания, необходимо использовать специальный брызгозащищенный вариант вентилятора. Он не позволит влаге попадать в воздуховод.

Современный рынок предлагает множество вариантов вытяжных вентиляторов. Они отличаются по производительности, потребляемой мощности, уровню шума, размерам и назначению. Выбрав необходимую вам модель, вы сможете обеспечить себя и близких вам людей свежим воздухом.

Вентиляторы. Турбовентиляторы. Расчет и подбор вентиляторов

Компания в России Интех ГмбХ / LLC Intech GmbH на рынке инжиниринговых услуг с 1997 года, официальный дистрибьютор различных производителей промышленного оборудования, предлагает Вашему вниманию вентиляторы (радиальные вентиляторы с двигателем,вытяжные и нагнетательные вентиляторы, турбовентиляторы и др.).

Для решения задачи перемещения воздушно-газовых смесей в промышленности применяют различные газодувные машины. Условно их можно разделить на две группы по степени повышения давления перемещаемой среды. К первой группе относят машины способные незначительно повышать давление – вентиляторы, газодувки. Во вторую группу относят машины способные создавать высокие значения давления перемещаемой среды – компрессоры.

Рассмотрим подробнее машины служащие для перемещения воздушно-газовых смесей на примере вентиляторов.

Общее описание

Вентиляторами называются машины, предназначенные для перемещения различных воздушно-газовых смесей с увеличением степени их давления до максимального значения 12-15 кПа. Отличительными чертами вентиляторов являются простая одноступенчатая конструкция и работа с малыми окружными скоростями вращения вала. Вентиляторы состоят из корпуса, рабочего колеса с лопатками, установленного на вал внутри корпуса, и привода. В качестве привода вентиляторов используют электродвигатели.

Широкое применение вентиляторы нашли как в быту, так и в промышленности. К промышленным вентиляторам предъявляются определенные требования ввиду более жестких условий эксплуатации. Помимо соответствия параметрам проводимого технологического процесса промышленные вентиляторы должны соответствовать высоким требованиям надежности конструкции и безопасности.

Вентиляторы применяют для транспортирования различных воздушно-газовых смесей, которые могут отличаться критическими температурами, абразивными свойствами, содержанием пыли и влаги. Поэтому существенным критерием при изготовлении вентиляторов является правильный выбор материального исполнения.

Принцип действия вентилятора

В общих чертах принцип работы вентиляторов можно описать следующим образом:

Работа вентилятора заключается в том, что перемещаемая рабочая среда, с начальной величиной давления и скоростью потока, проходит через входное отверстие и попадает на рабочее колесо, установленное внутри корпуса. Рабочее колесо вентилятора зафиксировано на валу с помощью ступицы. Оно приводится в движение от привода. Во время вращения рабочего колеса перед ним создается разряжение, за счет которого происходит всасывание воздушно-газовой смеси. Далее перемещаемая среда проходит по рабочему колесу, которое сообщает ей энергию от привода, и подается через выходное отверстие. На выходе из вентилятора рабочая среда получает приращение давления и скорости потока за счет энергии переданной рабочим колесом.

Технические характеристики. Производительность, напор, мощность

Машины, используемые в промышленных целях для перемещения различных жидкостей и воздушно-газовых смесей, схожи по конструкции. Поэтому имеют идентичные основные технические параметры работы.

В зависимости от области применения и эксплуатационных условий производят широкий спектр вентиляционных машин, выбор которых заключается в определении основных технических параметров таких как:

1. Производительность Q – определяет количество воздушно-газовой смеси перемещаемое в единицу времени. Производительность вентиляторов может варьироваться от 1 до 1 000 000 м 3 /с. Рассчитывается следующим образом:

где:
V – объем перемещаемого потока рабочей среды [м 3 ];
t – время.

2. Напор – представляет собой количество энергии, переданное перемещаемой воздушно-газовой среде при ее прохождении через вентилятор. Напор вентилятора принято выражать через единицы давления. Полное давление, создаваемое вентилятором, складывается из статической и динамической составляющих:

где:
Р_п – полное давление [Па];
Р_ст – статическое давление [Па];
Р_дин – динамическое давление (Р_дин = ρω 2 /2) [Па];
ω – средняя скорость рабочей среды [м/с];
ρ – плотность рабочей среды [кг/м 3 ].

3. Мощность характеризует количество энергии, которая требуется для перемещения рабочей среды. Разделяют на подводимую и полезную. Подводимая мощность это энергия, передаваемая от привода к вентилятору, а полезная мощность отображает реальное значение энергии, расходуемое на перемещение рабочей среды. Значение подводимой мощности больше чем полезной это объясняется различными потерями при передаче энергии.

Мощность вентилятора определяется из следующего выражения:

где:
Q – производительность вентилятора [м 3 /с];
Р – давление создаваемое вентилятором [Па];
ŋ – КПД вентилятора.

4. Наряду с вышеперечисленными основными технологическими параметрами вентиляторов немаловажную роль имеют следующие второстепенные показатели: климатическое исполнение, уровень допустимого шума при эксплуатации, габаритные размеры, коррозионная стойкость и другие. Данные характеристики оказывают весомый вклад при выборе вентиляторов.

Типы, классификация промышленных вентиляторов

Общая классификация вентиляторов проводится по направлению движения потока перемещаемой рабочей среды. В соответствии с ним существуюет два основных типа вентиляторов, применяемых для промышленных целей:

• осевые;
• радиальные (центробежные).

В осевых вентиляторах, как следует из названия, поток рабочей среды движется вдоль осевой линии или вала вентилятора.

В радиальных вентиляторах рабочая среда движется по лопаткам от центра рабочего колеса к краю, за счет центробежной силы возникающей при вращении, затем по спиральному корпусы выходит через нагнетательный патрубок.

Радиальные вентиляторы

Радиальные вентиляторы прочны, способны генерировать относительно высокие давления с высокой эффективностью и подходят для эксплуатации в жестких условиях.

Радиальные вентиляторы представляют собой агрегат, состоящий из спирального корпуса, вала, рабочего колеса с лопатками и привода. Вентилятора устанавливаются на несущей раме (станине).

Спиральный корпус вентилятора чаще всего изготавливается из листов стали, которые соединены сваркой или клепками. При работе в области высокого давления корпус вентилятора отливается целиком. Для придания жесткости спиральный корпус вентилятора, изготовленный из листов стали, дополнительно усиливают поперечными полосами или оребрением. С целью уменьшения уровня шума возникающего при работе вентилятора корпус закрывают специальными шумопоглащающими панелями или заключается в короб.

Главным рабочим органом радиальных вентиляторов является рабочее колесо, в результате вращения которого и происходит перемещение рабочей среды. Обычно оно состоит из заднего и переднего дисков, ступицы и лопаток. В зависимости от условий эксплуатации существует несколько модификаций рабочего колеса:

• бездисковые – используются для транспорта сред с содержанием твердых включений;
• однодисковые – преимущественно служат для перемещения рабочих сред с содержанием твердых примесей;
• двухдисковые (барабанные, кольцевые, с коническим передним диском) – применяются для перемещения чистых рабочих сред в широком диапазоне создаваемых давлений;
• трехдисковые – используются в вентиляторах с двухсторонним всасыванием.

Ступицы необходимы для крепления рабочего колеса на вал. Их отливают или вытачивают из заготовок.

Неотъемлемой частью рабочего колеса являются лопатки. Они крепятся к диску и ступице. Методы крепления лопаток напрямую зависят от требуемой прочности и жесткости конструкции, а также экономической целесообразности. Наиболее надежным способом крепления является сварка, ее применение выгодно при одинаковом сроке службы всех компонентов рабочего колеса. В случае, когда из за условий эксплуатации лопатки изнашиваются быстрее дисков, применяют соединение клепками или на шипах. От формы лопаток зависят эффективность и рабочие характеристики вентилятора.

Типы лопаток устанавливаемых на рабочее колесо:

• изогнутые вперед;
• радиальные;
• радиальные загнутые вперед;
• плоские наклоненные назад;
• изогнутые назад;
• изогнутые назад аэродинамического профиля.

Важным фактором, влияющим на эффективность работы вентилятора, является зазор между рабочим колесом и входным патрубком. Он не должен превышать 1% от диаметра рабочего колеса.

Привод вентилятора может быть реализован следующим образом:

• прямым соединением рабочего колеса с электродвигателем;
• соединение через гибкую муфту;
• соединение клиноременной передачей.

Для радиальных вентиляторов используют несколько композиционных схем крепления рабочего колеса и соединения с приводом.

В случае вентиляторов с большими размерами рабочих колес рекомендуется соединение с помощью муфт или ременной передачи. Наибольшее распространение получило консольное соединение вала рабочего колеса с приводом, т.е. соединение вала рабочего колеса установленного в опорный подшипниковый узел, который вынесен за корпус вентилятора. К положительным сторонам данной схемы относят отсутствие механических потерь при передаче и возможность установки на небольшой площади, а отрицательной стороной является ограничение по размеру рабочего колеса. Установка вала рабочего колеса между двумя опорными подшипниками считается более надежной и способна обеспечить стабильный режим работы вентилятора. Недостатком данной схемы является трудность монтажа вентилятора на воздуховод ввиду усложнения конструкции. Для вентиляторов двухстороннего всасывания консольное соединение с приводом не применяется.

Классификация радиальных вентиляторов

Основная классификация радиальных вентиляторов заключается в разделении по следующим эксплуатационным и конструктивным признакам:

• низкого давления (до 1000 Па);
• среднего давления (от 1000 до 3000 Па);
• высокого давления (свыше 3000 Па).

Количеству сторон всасывания:

• односторонние;
• двухсторонние.

Направлению вращения рабочего колеса (со стороны привода):

• правого вращения – движение рабочего колеса по часовой стрелке;
• левого вращения – движение рабочего колеса против часовой стрелки;

Положение выходного патрубка:

Выходной патрубок вентилятора общего назначения может быть установлен в семи положениях, каждое смещено на 45 градусов относительно предыдущего. Положение, предусматривающее установку выходного патрубка, под углом 225 градусов не производится, ввиду сложности реализации присоединения к трубопроводу.

Пространственная ориентация выходного патрубка вентиляторов специального назначения может принимать положения через каждые 15 градусов в интервале от 0 до 345 градусов (для мельничных вентиляторов) и от 0 до 255 градусов (для дутьевых вентиляторов).

В зависимости от характеристик перемещаемой среды радиальные вентиляторы разделяют на следующие категории по назначению:

• общего;
• специального.

Вентиляторы общего назначения применяются для перемещения неагрессивных воздушно-газовых смесей, без содержания твердых включений и пыли, с температурой не превышающей 200 о С. К таким относятся вентиляторы, применяемые для осуществления приточно-вытяжной вентиляции (крышные).

Также для осуществления промышленных целей производят большое количество вентиляторов специального назначения. Они используются для перемещения различных воздушно-газовых сред отличающихся высокими рабочими температурами, абразивными и коррозионными свойствами, содержанием твердых примесей, высокой степенью взрывоопасности и т.д. К данному классу можно отнести следующие вентиляторы:

• коррозионностойкие;
• пылевые;
• взрывозащищенные;
• дутьевые;
• шахтные;
• мельничные.

Для каждого из типов вентиляторов подбирается материальное исполнение, отвечающее эксплуатационным условиям и способное обеспечить надежную, безаварийную работу в штатном режиме.

Так для проточной части вентиляторов коррозионностойкого исполнения применяют нержавеющие стали, титан и его сплавы, большое распространение получили различные полимерные материалы.

Из-за высокого содержания твердых включений в перемещаемой среде детали и узлы пылевых вентиляторов отличаются высокой надежностью. Поэтому их изготавливают из материалов стойких к абразивному воздействию.

Взрывозащищенные вентиляторы изготавливают из мягких материалов (алюминий и его сплавы) во избежание образования искр при соударении или трении подвижных частей.

Специфика работы дутьевых вентиляторов заключается в перемещении воздушно-газовых

смесей с высокими температурами, поэтому для них применяют различные жаростойкие стали.

Осевые вентиляторы

Конструкция осевых вентиляторов характеризуется простотой и малыми габаритными размерами. Их часто использую там, где не возможно применение радиальных вентиляторов, ввиду ограниченного пространства установки. Осевые вентиляторы состоят из цилиндрического корпуса, рабочего колеса с лопатками и привода.

Корпус осевого вентилятора выполнен в виде цилиндра. Внутренний диаметр корпуса подбирается таким образом, чтобы обеспечить свободное вращение рабочего колеса. При этом максимальное расстояние между корпусом и лопатками рабочего колеса не должен превышать 1,5 % длины лопатки. Для улучшения аэродинамических свойств и уменьшения гидравлических потерь в конструкцию вентилятора вносят изменения, устанавливая следующие дополнительные элементы: коллектор на входном патрубке, входной и выходной обтекатель на ступице рабочего колеса, и диффузор на выходе.

Рабочее колесо осевого вентилятора состоит из лопастей и ступицы. Крепление лопаток к ступице идентично креплению, используемому в рабочем колесе радиального вентилятора. Количество лопастей варьируется от 2 до 16. При изготовлении рабочего колеса осевого вентилятора применяют сварку, литье или штамповку.

Лопасти рабочего колеса устанавливаются под разным углом по отношению к плоскости вращения, что позволяет эффективно регулировать процесс подачи воздушно-газовых смесей. В осевых вентиляторах возможно изменение направления потока рабочей среды за счет изменения направления вращения рабочего колеса. Это осуществимо с помощью применения реверсивных рабочих колес, с изменяемым углом наклона лопаток, или нереверсивных, просто перевернув их. Конструкция осевых вентиляторов позволяет быстро произвести установку.

Привод осевых вентиляторов осуществляется через прямое соединение с валом двигателя, муфту или с помощью ременной передачи. В качестве привода преимущественно используют электродвигатели. На выбор схемы соединения с приводом влияют эксплуатационные условия и характеристики перемещаемой среды. Для чистых, не агрессивных сред характерна установка электродвигателя в потоке рабочей среды. В случае высокого содержания влаги или твердых включений принято выносить привод из потока рабочей среды.

Классификация осевых вентиляторов

Выделяют три основных типа осевых вентиляторов:

• лопастного типа;
• лопастного типа в цилиндрическом корпусе;
• с направляющими лопатками.

Лопастной тип – простейший вариант осевого вентилятора. Представляет собой рабочее колесо без корпуса, установленное на вал электродвигателя. Данный тип вентилятора обычно работает на низких частотах вращения и умеренных температурах. Отличаются высокой производительностью и низкими значениями создаваемого давления. Лопастные вентиляторы часто используются в помещениях в качестве вытяжных вентиляторов. Для наружного применения включаются в системы воздушного охлаждения и градирен. КПД этого типа примерно 50% или менее.

Второй тип вентиляторов имеет лопастное рабочее колесо заключенное внутрь цилиндрического корпуса. Частота вращения рабочего колеса выше, чем у лопастного типа, что позволяет развивать более высокие значения давления на выходе 250 — 400 Па. Значение КПД достигает 65%.

Осевые вентиляторы с направляющими лопатками имеют схожую конструкцию с предыдущим типом, но с дополнительной установкой направляющих лопаток на входном отверстии. Это решение повышает эффективность за счет направления и выпрямления потока рабочей среды. В результате, они способны развивать довольно высокое давление на выходе до 500 Па. Данный тип соответствует высоким стандартам энергоэффективности.

Область применения

Вентиляторы являются одними из наиболее распространенных типов машин применяемых во многих областях промышленности и быту. Их назначением является перемещение воздушно-газовых смесей, которое в основном используется для осуществления приточно-вытяжной вентиляции. Но помимо вентиляции существует множество областей и процессов, в которых они могут быть использованы, например:

• химическая промышленность (осушка, подача технологических газов);
• металлургическая промышленность;
• системы охлаждения;
• машино- и судостроение (испытания на аэродинамических стендах);
• сельское хозяйство;
• энергетика;
• строительство;
• системы аспирации;
• пневмотранспорт.

Сравнение радиальных и осевых вентиляторов

В основу работы осевого и радиального вентиляторов положены различные принципы действия. В осевом вентиляторе, поток рабочей среды движется от входного к выходному патрубку вдоль оси вала, а в радиальном поток от входного патрубка движется вдоль оси вала и затем, изменяя направление, движется к выходному патрубку перпендикулярно оси.

Радиальные вентиляторы наиболее широко применимы в промышленных процессах ввиду большого количества модификаций и областей применения. Они способны работать в обширном диапазоне производительностей и создаваемых давлений. Однако конструкция радиального вентилятора более громоздка и требует большой площади для установки.

Осевые вентиляторы отличаются простотой конструкции, малыми габаритными размерами, а также экономичностью и способностью обеспечить перемещение больших объемов рабочей среды на небольшие расстояния. Довольно часто привод осевых вентиляторов располагается внутри корпуса, что накладывает ограничения на рабочую среду по содержанию пыли и допустимой температуре. Скорость вращения рабочего колеса осевых вентиляторов выше, чем у радиальных вентиляторов. Эта особенность делает их более шумными.