Центробежный вентилятор: специфика устройства и принцип работы прибора

С развитием промышленного сектора большое количество технологических процессов потребовало принудительную подачу воздуха. Не осталась в стороне и бытовая сфера. Для обеспечения некоторых типов коммуникаций требуется регулярный приток свежего воздуха.

Элегантным решением этой проблемы стал центробежный вентилятор, который способен в автономном режиме нагнетать необходимое количество воздушной массы. Но как он устроен и как работает? Именно эти вопросы мы подробно разберем в нашей статье.

Рассмотрим конструкционные особенности прибора, его возможности, сферу применения, лучших производителей, продукция которых представлена на рынке. А также дадим рекомендации по выбору подходящей модели вентилятора.

Конструкция центробежного вентилятора

Конструкция центробежного вентилятора достаточна проста. В корпусе с входным и выпускным отверстиями расположено колесо с лопастями. Для работы прибора используется электрический двигатель.

Агрегат работает по следующему принципу: лопасти крутятся и обеспечивают тем самым движение воздуха. Воздух всасывается через входное отверстие под воздействием центробежной силы, а выталкивается наружу через выпускное.

Направление движения воздушных масс на выходе перпендикулярно входящему потоку. За счет того, что внутри создается высокое давление, такие вентиляторы могут перемещать большое количество воздуха.

Эта особенность позволяет использовать центробежные устройства в магистральных каналах сложной конструкции и большой протяженности. Такие вентиляторы просты в применении и при правильной эксплуатации служат довольно длительное время.

Вращающиеся лопасти могут быть установлены перпендикулярно или параллельно к оси окружности. При параллельном расположении шум при работе прибора снижается, эффективность при этом не уменьшается.

При производстве центробежные вентиляторы оснащаются дополнительными функциями для выполнения определенных задач. К примеру, для использования в помещении с высокими температурами прибор должен быть оборудован специальной термозащитой.

Если предполагается использование в условиях повышенной влажности, то устройству необходимо иметь повышенную устойчивость к коррозии. В отдельных моделях предусмотрена даже защита от взрыва.

Эти функции могут быть объединены в одном агрегате, но чаще модели обладают какой-то одной из них.

При подборе центробежной модели необходимо руководствоваться двумя важными параметрами:

1. объем воздушных масс, которые проходят через выпускное отверстие в определенный промежуток времени;
2. давление воздуха на выходе из вентилятора.

Знание этих показателей поможет правильно определиться с выбором.

Вакуум-насосы

Особенностью вакуум-насосов, опреде­ляющей их конструктивное отличие от ком­прессоров, является высокая степень сжатия.

Так, например, если вакуум-насос отсасы­вает газ (воздух) при давлении 0.05 am

(разрежение 95%) и сжимает его до 1.1
am
на выходе из насоса (избыточное давление 0.1
am
необ­ходимо для преодоления сопротивления нагнетательного клапана и трубопровода), то степень сжатия составляет

в то время как для одноступенчатых поршневых компрессоров степень сжатия не превышает 8.

При столь высоких степенях сжатия объемный коэффициент и произ­водительность вакуум-насоса резко снижаются. Поэтому для более пол­ного использования рабочего объема насоса стремятся свести к минимуму объем мертвого пространства в нем. Для этой цели в вакуум-насосах многих типов, например поршневых и ротационных пластинчатых, ис­пользуют прием выравнивания давления, повышая этим коэф­фициент подачи вакуум-насосов до V = 0.8-0.9.

Поршневые вакуум-насосы.

Эти машины делятся на сухие и мокрые. Сухие вакуум-насосы применяют для откачки только газа, мокрые — для откачки газа и жидкости одновременно, например, в конденсаторах сме­шения.

Сухие

вакуум-насосы конструктивно не отличаются от поршневых компрессоров. Для увеличения объемного коэффициента некоторые из этих машин снабжены золотниковым распределительным механизмом. С помощью золотника мертвое пространство насоса в конце периода сжа­тия соединяется с камерой всасывания, в которой давление в данный момент равно давлению всасывания
р1
. Сжатый до давления
р
2 газ из мертвого пространства переходит в камеру с давлением
р1
. Поэтому давление газа в мертвом пространстве падает (происходит выравнивание давлений
р1
и
р2
) и всасывание газа начинается почти в самом начале хода всасывания поршня вакуум-насоса, что увеличивает его производитель­ность.

Мокрые

вакуум-насосы не имеют механизма золотникового рас­пределения, а всасывающий и нагнетательный клапаны их несколько увеличены в связи с необходимостью отвода значительного количества жидкости, скорость течения которой через клапаны должна быть меньше, чем скорость движения газа. Поэтому мокрые вакуум-насосы имеют уве­личенный объем мертвого пространства и создают разрежение значительно меньшее, чем сухие вакуум-насосы.

Двигатели для сухих поршневых вакуум-насосов подбирают с учетом производительности насоса по величине максимальной работы сжатия, соответствующей остаточному давлению p1

= 0.33
am
(при условии, что давление нагнетания
р2
равно 1
am
).

Ротационные пластинчатые и водокольцевые вакуум-насосы.

Эти на­сосы конструктивно подобны соответствующим компрессорам (рис. IV-2 и IV-3). В ротационных насосах с выравниванием давления перепуск газа осуществляется при помощи специального канала, соеди­няющего мертвое пространство с камерой наименьшего давления. Таким путем достигается существенное увеличение объемного коэффициента вакуум-насоса. Разрежение, создаваемое водокольцевым вакуум-насосом, тем меньше, чем выше температура и парциальное давление рабочей жидкости, заливаемой в насос. Поэтому водокольцевые вакуум-насосы заливают жидкостью с возможно более низкой температурой.

Струйные вакуум-насосы.

По принципу действия эти вакуум-насосы аналогичны струйным насосам для перекачивания жидкостей. Как правило, в качестве рабочей жидкости в струйных вакуум-насосах используется пар. Пароструйные насосы, изготовленные из химически стойких материалов, широко применяются для отсасывания кислых паров.

Разрежение, создаваемое одноступенчатым пароструйным насосом, не превышает 90% абсолютного. Для получения более глубокого вакуума применяют многоступенчатые пароструйные вакуум-насосы с конденса­цией отработанного пара между ступенями, состоящие из нескольких последовательно соединенных пароструйных насосов, между которыми установлены конденсаторы смешения. Конденсация отработанного пара между ступенями устраняет необходимость в сжатии отработанного пара в каждой последующей ступени и снижает тем самым общий расход энергии.

Технические моменты

Для изготовления крыльчатки применяются легкие материалы. Она может быть:

• пластиковой;
• дюралевой;
• алюминиевой;
• для воздушного перегона агрессивных сред – из нержавеющей стали.

Использование облегченных материалов обусловлено тем, что для вращения лопастей не требуется мощный двигатель. Даже на промышленных воздухонагнетателях редко применяются двигатели с мощностью свыше 800 Вт.

Основные технические характеристики устройства зависят от:

• направления вращения оси (влево или вправо);
• количества лопаток-лопастей;
• формы лопастных лопаток (изогнутые или плоские);
• мощности установленного двигателя;
• размера крыльчатки в диаметре;
• формы корпуса (чаще всего, корпус имеет форму цилиндра);
• защитной методики для снижения травматизма: решетка или жалюзи.

Иногда путают центробежные и осевые вентиляторы, считая, что это одно и то же, но разница между этими усиливающими поток воздуха устройствами большая. Они отличаются по техническим характеристикам и по принципу работы.

Принципы устройства вытяжной системы в доме

Чтобы понимать, как именно делается вытяжная вентиляция дома своими руками, требуется разобраться в ее устройстве. А именно, для примера рассмотрим систему вентиляции, сделанную настоящими профессионалами своего дела.

1. На первом месте стоит приточный клапан. Его особенность кроется в возможности менять количество пропускаемого воздуха за счет заслонки. Его требуется размещать с северной стороны, поскольку по статистике отсюда ветер дует чаще всего. На входе воздуха в клапан стоит вентилятор, который разряжает поток, загоняя приходящий воздух в канал. Этот канал может состоять из ответвлений, которые идут к нужным помещениям в доме. Связывает их коллектор — распределительный отсек.
2. На выходе стоит смеситель. Это специальная камера, которая ставится в каждой комнате. Она выводит потоки свежего воздуха в помещение. Здесь стоит рекуператор — устройство, которое служит для нагрева воздуха до комфортной температуры. Нагрев идет без существенных затрат, поскольку по факту осуществляется обычный обмен энергией, между отработанным горячим углекислым газом из помещения и уличным, охлажденным воздухом. В летнее время рекомендовано ставить кондиционеры, чтобы охлаждать горячий поток, приходящий с улицы.
3. Что касается воздуха, бывшего в употреблении, то он проходит через вытяжку и попадает на вентилятор, проходя через специальные отверстия в виде решеток, находящихся в верхней части комнаты или на потолке. Лопасти выводят воздух наружу, в трубу, которая ставится в один уровень с коньком крыши вашего дома.

Читать также: Регулятор мощности на тиристорах т160

Как видите, монтаж такой сложности требует участия профессионалов в работе. Но есть приточно-вытяжная вентиляция своими руками в доме, которая делается гораздо проще.

Идея №2 – Используем моторчик

Для того чтобы сделать USB вентилятор из моторчика и CD-диска, потребуется немного больше времени, но все же за час можно запросто смастерить такой электроприбор своими руками.

Сначала подготавливаем все элементы устройства. В этом случае Вам понадобится и крыльчатка (лопасти) тоже.

Чтобы сделать крыльчатку рекомендуем использовать обыкновенный CD-диск. Расчерчиваете его на 8 равных частей и аккуратно прорезаете к центру. Далее разогреваете диск (можно зажигалкой), и когда пластик станет эластичнее, выгибаете лопасти (как показано на фото).

Если крыльчатку не выгнуть, во время вращения диска воздушный поток создаваться не будет. Тут нужно чувствовать меру, чтобы и не переусердствовать тоже.

Когда лопасти будут готовы, переходите к созданию основного механизма. Внутрь диска рекомендуем вставить пластиковую пробку, в которой необходимо сделать отверстие под ствол мотора. Аккуратно фиксируем сердцевину и переходим к созданию опоры USB вентилятора для ноутбука.

Тут, как и в предыдущем варианте, все зависит от Вашей фантазии. Из всех подручных средств вариант с проволокой наиболее подходящий. Когда самодельный USB вентилятор будет готов, подключаем провода моторчика к проводам шнура, тщательно изолируем скрутку и переходим к испытательным работам.

Наглядные видео инструкции:

Идея с диском

Идея с компакт-диском №2

Как Вы видите, для того чтобы сделать вентилятор из кулера либо моторчика от машинки требуется не так много времени и навыков в работе с электроприборами. Даже новичок может справиться с таким заданием!

Если дома нет кондиционера и даже бытового вентилятора, а летний зной не дает нормально жить, можно включить свою смекалку и использовать старые запчасти от компьютера. Любой умелец может собрать вентилятор из кулера, благо, материалы для постройки всегда под рукой, и в каждом доме или офисе можно выудить из компьютерного хлама что-то полезное.

Как сделать центробежный вентилятор

Из сказанного очевидным способом осуществить задуманное является снять тангенциальный вентилятор с вытяжки, к примеру. Преимущество: обеспечивается бесшумная работа. Производитель соблюдает нормы, предписанные стандартами, поэтому заводские устройства класса вытяжек сравнительно тихие. Полагаем, что для большинства читателей это не лучшее решение задачи, продолжим рассмотрение.

Пылесос

Внутри пылесоса таится готовый центробежный вентилятор. Большой плюс – уже имеется готовый корпус, который необходимо смонтировать в канал по месту. К дополнительным преимуществам отнесем:

1. Двигатель пылесоса нацелен на долговременный режим работы. Крутит лопасть сутками напролет. Обмотки чаще защищены от перегрева, вдобавок воздух проходит по каналам, охлаждая статор.
2. Двигатель пылесоса нацелен на преодоление значительных пневмонагрузок. При собственноручном разборе этого помощника домохозяйки увидите внутри предохранительный клапан. Попробуйте снять и продуть силой легких. Не получается? А двигатель это делает шутя! Зажмите входное отверстие, либо перегните шланг пополам. Щелчок, донесшийся из нутра корпуса, сообщает о срабатывании. Полагаем, подобной силы хватит с лихвой для проведения вентиляции объекта.
3. Плюс – мощность всасывания(в аэроваттах) указывается в технических характеристиках, аналогична создаваемому давлению. Таким образом, несложно заранее просчитать по формулам, достаточна ли мощность двигателя для избранной задачи. Иногда производители настолько добры, что указывают скорость движения потока, к примеру, 3 кубометра в минуту. Любой подсчитает: в час – 180 кубических метров. Благодаря высокой мощности, расход будет выдерживаться, несмотря на повороты и изгибы воздуховода.

Радиальный

Радиальное или центробежное устройство отличается от других видов необычным спиральной конструкции кожухом, в котором расположено рабочее колесо, сжимающее при вращении воздушные массы, перемещая их в направлении от центра к периферийной части. В кожух поток поступает под воздействием центробежных сил от вращения колеса с лопастями.

Лопатки приварены к полому цилиндру по всему его периметру строго параллельно оси вращения при помощи стальных дисков, концы их загнуты внутрь или наружу, что зависит от прямого назначения устройства. Вращение может производиться в любую сторону — это зависит от того, как устроен вентилятор, и какие перед ним поставлены задачи (нагнетания или вытяжки).

Основные компоненты радиального вентилятора показаны на чертеже ниже, где 1- корпус; 2 — рабочее колесо; 3 — лопасти рабочего колеса; 4 — ось вентилятора; 5 — станина; 6 — двигатель; 7 — выхлопной патрубок; 8 — фланец всасывающего патрубка

Плюсы:

• выдерживает приличные перегрузки;
• экономия энергоресурсов до 20%;
• небольшой диаметр рабочего колеса;
• невысокие скорости вращения вала привода.

Минусы:

• высокие вибрации и шум;
• требовательность к качеству изготовления вращающихся частей.

Назначение

Военный инженер Саблуков предложил к применению устройство, ставшее незаменимым в конвекции газа – воздушной смеси в больших объёмах.

Прямоугольные – от трёхсот на сто пятьдесят миллиметров, до пятисот на тысячу пятьсот миллиметров, что даёт возможность применения в промышленности. Ниже приведен список мест, где еще используются радиальные вентиляторы.

Другие области применения:

1. Кухни, санитарные узлы, ванные комнаты.
2. Вредное производство – для быстрого удаления и очищения грязного воздуха.
3. В сельском хозяйстве: на животноводческих комплексах, птичниках, теплицах.
4. Торговых центрах, автобазах — для удаления взрывоопасных смесей.

Устройство и конструкция

Всасывание происходит в направлении оси вращения, а выброс — по касательной к нему, перпендикулярно к всасыванию. При вращении лопатки захватывают частицы воздуха и с усилием выбрасывают их в центробежном направлении. Корпус вентилятора не позволяет потоку рассеиваться, направляя его в выходное отверстие. В районе центральной части рабочего колеса образуется разрежение, тут же пополняемое притоком из входного отверстия, расположенного в центральной части плоской стороны корпуса.

Особенности

Специфика работы центробежных вентиляторов состоит в способности производить реверс воздушной струи при изменении направления вращения рабочего колеса. При этом, разницы в давлении практически не наблюдается, имеются лишь небольшие отличия параметров, обусловленные использованием обратных сторон лопаток. Это позволяет устанавливать вентилятор в разных участках системы воздуховодов и обеспечивать определенные режимы работы системы.

Конструкция вентилятора улитки достаточно проста. На приводном валу установлено рабочее колесо, вращающееся внутри корпуса. Существуют варианты конструкции, где рабочее колесо не имеет собственного вала и установлено прямо на валу электродвигателя. Это свойственно вентиляторам небольших размеров. Величина определяется номером вентилятора, который обозначает диаметр крыльчатки в дм. Например, радиальный вентилятор № 4 имеет рабочее колесо диаметром 40 см.

Крыльчатки, лопасти

Рабочее колесо (крыльчатка) состоит из лопаток, осуществляющих воздействие на определенные участки воздушного потока, и опорной конструкции карусельного типа.

Существует два вида:

• рабочее колесо барабанного типа. Внешне напоминает беличье колесо. Используется в вентиляторах, осуществляющих перемещение газовоздушной среды с обычными требованиями — температура до 80°, отсутствие агрессивных, легковоспламеняющихся, липких или волокнистых включений. Устанавливается в большинстве вентиляторов
• открытая крыльчатка. Используется намного реже, так как конструкция подобного типа менее устойчива к механическим воздействиям. Большинство производителей делают такие рабочие колеса только на заказ. Применяется для работ в качестве пылевых устройств, работающих со сложными материалами с волокнистыми включениями

Рейтинг производителей

Среди большого количества производителей, выпускающих электровентиляторы, можно отметить следующих с наиболее качественной продукцией:

1. Vitek — российская компания, уже более двух десятков лет выпускающая различную технику хорошего качества. В их ассортименте бытовая техника для дома и автомобилей, устройства для нормализации микроклимата;
2. Polaris — международный холдинг, производящий тепловое оборудование, некоторые предметы быта, водонагреватели, кондиционеры, вентиляторы;
3. Maxwell — дочерняя компания российского холдинга Golder Electronics. Бытовая техника изготавливается по китайским современным технологиям, однако качество довольно неплохое, особенно для бюджетных моделей;
4. Rolsen — также российская компания, работающая с 1994 года. Ассортимент вначале состоял из пылесосов, блендеров, пароувлажнителей. После признания их большим количеством потребителей, компания расширила свой ассортимент. Сейчас они производят различные виды бытовой техники, в том числе климатические устройства;
5. KITFORT — производитель, настроенный на нужды потребительского рынка. Это компания, основными ценностями имеющая производство и предоставление выгодных условий на приобретение вентиляторов;
6. Vitesse — эта французская компания вначале своей деятельности производила посуду из качественной нержавеющей стали, затем расширила производство. В отличном качестве выпускаемых вентиляторов уже убедились несколько тысяч покупателей;
7. BORK — немецкая компания, специализируется на производстве техники премиум класса. Знаменитое немецкое качество не дает усомниться в благоприятной покупке ни на минуту.

Виды

Масштабы помещений, а также уровень загрязнения и нагрева воздуха в них требуют установки вытяжных систем соответствующего размера, мощности и конфигурации. Поэтому и центробежные вентиляторы бывают различных видов.

В зависимости от уровня давления, создаваемого воздушными массами в вытяжном канале, они классифицируются на вентиляторы:

1. Низкого давления – до 1кПа. Чаще всего их конструкция предусматривает широкие листовые лопатки, которые загнуты вперед к всасывающему патрубку, с максимальной скоростью вращения до 50м/с. Сфера их применения – преимущественно вентиляционные системы. Они создают меньший уровень шума, вследствие этого их можно использовать в помещениях, где постоянно находятся люди.
2. Среднего давления. При этом уровень нагрузки, создаваемой движением воздушных масс в вытяжном канале, может находиться в диапазоне от 1 до 3 кПа. Их лопасти могут иметь разный угол и направление наклона (как вперед, так и назад), выдерживают максимальную скорость до 80м/с. Сфера применения шире, чем у вентиляторов низкого давления: они также могут устанавливаться на технологических установках.
3. Высокого давления. Такая техника применяется преимущественно для технологических установок. Полное давление в вытяжном канале составляет от 3кПа. Мощность установки создает окружную скорость всасываемых масс более 80 м/с. Турбинные колеса оснащаются исключительно лопастями загнутыми назад.

Давление является не единственным признаком, по которому различают радиальные вентиляторы. В зависимости от скорости воздушных масс, которая обеспечивается рабочим колесом, они делятся на два класса:

• I класс – говорит о том, что фронтально загнутые лопасти обеспечивают скорость менее 30 м/с, а обратно загнутые – не более 50 м/с;
• II класс включает более мощные установки: они обеспечивают скорость прогоняемым воздушным массам выше, чем вентиляторы I класса.

Кроме того, устройства производятся с разным направлением вращения относительно всасывающего патрубка:

• ориентированные направо можно устанавливать с поворотом корпуса по ходу часовой стрелки;
• налево – против хода часовой стрелки.

Сфера применения улиток во многом зависит от электродвигателя: его мощности и способа крепления к рабочему колесу:

• оно может набирать обороты непосредственно на валу двигателя;
• его вал соединяется с двигателем при помощи муфты и фиксируется одним или двумя подшипниками;
• при помощи клиноременной передачи, при условии его фиксации одним или двумя подшипниками.

Естественная и искусственная система вентиляции

Естественная вентиляция создается без применения электрооборудования (вентиляторов, электродвигателей) и происходит вследствие естественных факторов — разности температур воздуха, изменения давления в зависимости от высоты, ветрового давления. Достоинствами естественных системы вентиляции являются дешевизна, простота монтажа и надежность, вызванная отсутствием электрооборудования и движущихся частей. Благодаря этому, такие системы широко применяется при строительстве типового жилья и представляют собой вентиляционные короба, расположенные на кухне и санузлах.

Обратной стороной дешевизны естественных систем вентиляции является сильная зависимость их эффективности от внешних факторов – температуры воздуха, направления и скорости ветра и т.д. Кроме этого, такие системы в принципе нерегулируемы и с их помощью не удается решить многие задачи в области вентиляции.

Искусственная или механическая вентиляция применяется там, где недостаточно естественной. В механических системах используются оборудования и приборы (вентиляторы, фильтры, воздухонагреватели и т.д.), позволяющие перемещать, очищать и нагревать воздух. Такие системы могут удалять или подавать воздух в вентилируемые помещения не зависимо от условий окружающей среды. На практике, в квартирах и офисах необходимо использовать именно искусственную систему вентиляции, поскольку только она может гарантировать создание комфортных условий.

Эксплуатационные требования

Применения вентиляторов возможны при выполнении следующих условий:

• Температурный режим воздуха или газо-воздушных потоков (не взрывоопасных) в помещении не должен быть выше 80 градусов, а для двусторонних механизмов – 60 градусов;
• Примесь механического характера должна составлять не больше 1 грамма на кубометр воздуха;
• В воздушной массе не должно содержаться волокнистых частиц и липких веществ.

Принцип работы вентилятора

Именно такие показатели дадут возможность технике работать нормально, без перебоев и поломок.

Конструкция вентилятора центробежного типа

Система центробежной конструкции являет собой нагнетательный механизм с радиальной архитектурой, который способен генерировать давление любого диапазона.

Предназначен для транспортировки одно- и многоатомных газов, в том числе химически “агрессивных” соединений.

Конструкция “облачена” металлическим/пластиковым корпусом, который называют защитным кожухом. Оболочка защищает внутреннюю камеру от пыли, влаги и других веществ, которые могут негативно влиять на работу агрегата.

Качественное вентиляционное изделие всегда имеет определённый класс защиты. Степень защиты оболочки (Ingress Protection) – единый международный стандарт качества изделия, который определяет уровень защищенности оборудования от влияния окружающей среды.

Вентилятор радиального типа развивает значительно большее давление, чем осевой вариант. Это обусловлено сообщением порции попавшего в барабан воздуха энергии, формируемой при переходе от входа к выходу из системы

Механизм приводится в движение электрическим мотором или двигателем внутреннего сгорания (характерно для промышленных вентиляторов). Самым распространённым методом является электродвигатель, который вращает вал с крыльчаткой.

Известно несколько вариантом передачи вращательного движения от мотора на импеллер:

• эластичная муфта;
• клиноременная передача;
• бесступенчатая передача (гидравлическая или индуктивная муфта скольжения).

Учитывая существование огромного количества фирм-производителей, которые создают уникальные системы с самыми разными динамическими параметрами, в распоряжении потребителей довольно обширный ассортимент вентиляторов.

В корпусе имеются два магистральных канала: входной и выходной. Газовая смесь входит в первый канала перемещается в камеру, там обрабатывается, после чего выходит в другой

В результате усиленной работы разработчиков имеем широкий спектр применения таких машин, в том числе:

• системы вентиляции и отопления в частных и многоэтажных домах;
• подача и очистка воздуха для нежилых зданий;
• фильтрационные системы в сельском хозяйстве;
• выполнение технологических процессов в лёгкой и тяжёлой промышленности разнообразного направления.

Существуют также варианты применения воздуходувок в системах пожаротушения и сверхбыстрой замены воздуха в замкнутом пространстве.

Такие вентиляторы работают с высокотемпературными газовыми смесями, что обязывает производителей включать в техническую документацию информацию о соответствии своего оборудования международным стандартам.

Проверенная и простая конструкция центробежного механизма имеет ряд явных преимуществ:

• высокая надёжность и непревзойдённая производительность;
• лёгкость и доступность обслуживания оборудования;
• безопасность интеграции и эксплуатации агрегатов;
• минимальные расходы на энергоресурсы и ремонт в случае выходя из строя.

Кроме того, воздуходувки отличаются довольно низким шумовым порогом, что позволяет их применять в бытовых условиях. Центробежные вентиляторы также имеют исключительно долгий срок службы за счёт отсутствия прямого соприкосновения рабочих частей механизма в рабочей камере.

Особенности рабочего цикла прибора

Рассмотрим общий принцип работы центробежной воздуходувки радиальной конструкции. Отметим, что специалисты различают две основные конструкции вентилятора: с осевым и радиальным размещением входного отверстия, куда всасывается воздушный поток.

Это влияет в первую очередь на вариант монтажа вентилятора в систему и практически не влияет на общую производительность.

Вентилятор радиального типа может работать как с обычным воздухом, который он забирает из пространства, так и с потоковым воздухом что идёт через воздухопровод (эффект баланса областей с разным давлением)

Осевое входное отверстие характерно для нагнетательных воздуходувок общего применения. Радиальное размещение входа потока характерно для воздуходувок магистрального использования.

На первом этапе рабочего цикла вентилятора поток воздуха перемещается на поверхность быстро вращающегося импеллера. Лопатки крыльчатки разделяют воздух на небольшие объёмы, которые перемещаются внутрь рабочей камеры.

Здесь происходит накапливание воздушной массы, то есть происходит непосредственное сжатие воздушной массы в малый объём.

Сама конструкция корпуса агрегата имеет свои особенности.

Известны две наиболее распространённые формы корпуса:

• округлые;
• спиралевидные.

Округлая форма корпуса характерна для вентиляторов, которые перемещают огромное количество воздуха за короткое время выполнения процесса. А спиралевидная форма присуща вентиляторам, которые дополнительно производят сжатие воздушного объёма и генерацию среднего и высокого давления.

На втором этапе происходит нагнетание воздуха в рабочей камере. Как известно, при постоянном объёме с увеличением общей массы молекул газа увеличивается количество столкновений молекул, а значит и увеличивается их скорость. Следовательно, давление газа также увеличивается.

Большое значение имеет форма и количество лопастей. Все без исключения варианты импеллеров тестируются в аэродинамических трубах для определения оптимальных условий эксплуатации

На заключительном этапе происходит отвод сжатого газа из рабочей камеры к выходному отверстию. Дальше воздух переходит в центральный воздуховод и перемещается в указанном направлении.

Процесс разрежения происходит с точностью наоборот. Воздух забирается от воздушного трубопровода или замкнутого пространства, где необходимо создать разреженную область, и выводится в окружающую среду или другое ограниченное пространство.

Некоторые примеры применения

Без вентилирования не обойтись нигде. Вот несколько примеров, когда без вентиляции невозможна работа других приборов:

• на судах (морских и пресноводных);
• в квартире (особенно в кухне и ванной);
• в сушильных камерах различного типа.

Судовые вентилирующие приборы

На катерах и кораблях устанавливают судовые вентиляторы трех типов:

1. Вдувные. Эти судовые воздуходувы используются при необходимости нагнетания воздуха в помещении, часто оснащаются диффузором. Без судовых вдувных приборов невозможна полноценная работа котельной, подача к котлу приточного кислорода и охлаждение перегревшихся деталей.
2. Вытяжные. Такие аксиальные судовые приборы способны принудительно, методом подпора, убрать воздух из приборов. С помощью вытяжных судовых аксиальных моделей возможна быстрая очистка помещений от дыма и вредных выбросов.
3. Нагнетающие (ветрогоны). Судовые ветрогоны предназначаются для принудительной циркуляции воздушных масс без их вытяжки и замены.

Квартирная вентиляция

В квартире особенно важна полноценная вентиляция в кухне, ванной и уборной.

1. На кухне вытяжной вентилятор всегда устанавливается на вытяжку, дополнительно желателен монтаж на выходе канальной вентиляции, оба вентилятора для подпора воздуха работают почти без шума.
2. В уборной вытяжное устройство монтируется на выход канальной вентиляции и способствует удалению запахов.
3. Для ванной подбор системы вентилирования сложнее из-за высокой влажности. Там недостаточно просто установить вытяжку на канальную вентиляцию, нужна дополнительная установка конденсаторов.

Вентилирование камер для сушки

Специальные сушильные камеры используются в быту и производстве. При помощи сушильных камер можно:

• высушить одежду;
• заготовить сухофрукты;
• обеспечить снижение влажности древесины.

Сушильные камеры способны быстро провести высушивание, но для эффективности работы необходимы:

• наличие конденсаторов;
• вентилятор, равномерно распределяющий по сушильной камере методом подпора прошедший через нагрев приточный воздух.

С полноценной вентиляцией и равномерным распределением приточного прогретого воздуха сушильная камера будет работать эффективно при минимальном расходе энергии.

Короткий обзор различных вариантов осевых вентиляторов позволяет определить, какой прибор по размеру, расходу питания и техническим характеристикам лучше подобрать в зависимости от планируемого способа применения.

Бытовой вентилятор

Вентилятор предназначен для создания потока воздуха в помещении, обеспечивающего комфортное пребывание в летний период.

Бытовые вентиляторы классифицируются по размеру, производительности, числу лопастей, исполнению и функциональности. По исполнению бывают: напольные, настольные и потолочные. Число лопастей может быть от трёх до шести. Вентиляторы могут иметь функции регулировки скорости вращения и «автоповорота».

«Автоповорот» осуществляет перемещение оси вращения ротора в горизонтальной плоскости и предназначен для расширения пространства обдува в горизонтальной плоскости. Лопасти вентилятора делают обычно из пластика, иногда из дерева или из металла. Пластиковый вентилятор легче, а значит и безопаснее, но непрочен. Для защиты от движущихся лопастей вентиляторы оснащаются решёткой. Также они могут оснащаться таймером, подсветкой и т. д.

Производители вентиляторов: VENTS Elenberg, Scarlett, Vitek, Systemair, Polaris, РОВЕН и др.

Прямоточные или безлопастные модели

Безлопастный вентилятор — достаточно новое изделие в классе бытовой техники. Они только осваивают отечественный рынок. Работа устройств данного класса основана на законе Бернулли. Грубо говоря, быстро движущиеся потоки воздуха в тщательно продуманной конструкции не просто инициируют движение дополнительных объемов, но и значительно повышают общую эффективность вентиляции.

Устройство состоит из нескольких функциональных частей.

1. Рамка, обычно в виде круга или овальной формы. Ее конструкция подразумевает одновременный выброс воздушных масс изнутри корпуса вентилятора и забор объема снаружи.
2. Основание, служащее основой для крепления всех компонентов.
3. Компактная турбина.
4. Двигатель.

Работает вентилятор достаточно просто. Турбина приводится во вращение мотором. Она засасывает воздух через отверстия в нижней части прибора. Одновременно конструкция турбины создает значительные завихрения. В результате воздух ускоряется до 15 раз. Разогнанный газ выбрасывается через щелевые каналы рамки, огибая ее поверхность. При этом, двигаясь с большой скоростью, он создает разрежение. Тем самым захватываются потоки воздуха извне, стремящиеся заполнить образовавшуюся зону низкого давления.

Такой принцип действия вентилятора имеет массу достоинств.

1. Поток воздуха можно плавно регулировать.
2. Все движущиеся части скрыты внутри корпуса, что означает безопасность использования прибора.
3. Легко регулировать направление обдува, просто изменяя позицию кольца.
4. Снижается расход энергии, до 20% в сравнении с классическими моделями при равной производительности.

Мы перечислили основные виды вентиляторов, которые могут применяться для вентиляции промышленных объектов, государственных учреждений, ресторанов и столовых, многоэтажных зданий спальных районов, которые монтируются в неприметных местах с тыльной стороны или же сверху на плоских перекрытиях крыш. Существуют специальные устройства огромной мощности, которые способны осуществлять надежную вентиляцию объектов одновременно по нескольким воздуховодам, но это уже совершенно другая тема.

Вентиляторы по исполнению

Также вентиляторы разделяют по способу исполнения:

• многозональные
• центробежные (радиальные)
• канальные
• крышные
• потолочные
• осевые
• оконные

Многозональные вентиляторы

Многозональные центробежные вытяжные вентиляторы имеют специальный корпус, позволяющий подключить несколько всасывающих воздуховодов, вытягивающих воздух из разных зон. Зоной может быть отдельный вентканал, комната или даже часть большого помещения. Такие вентиляторы могут быть незаменимы на объектах, где следует сделать вытяжку из нескольких мест, а канал для выброса воздуха всего один. Многозональные вытяжные вентиляторы позволяют оптимизировать сеть воздуховодов, сократить количество дорогих фасонных изделий, используя при этом однотипные гибкие воздуховоды.

На рисунке показаны типичные канальные прямоточные вентиляторы.

На рисунке показан радиальный прямоточный вентилятор.

Канальные вентиляторы (прямоточные)

Предназначены для монтажа в вентиляционный канал круглого или прямоугольного сечения. Вентиляторы этого типа устанавливаются на одном валу с электродвигателем в едином корпусе с использованием виброизолирующих прокладок. Вентилятор может быть осевым, многолопастным или радиальным, с лопатками загнутыми как вперёд так и назад, одностороннего или двухстороннего всасывания. Корпус канальных вентиляторов может изготавливаться из специального пластика, из гальванизированной стали и даже быть смешанным. Из-за небольших габаритных размеров канальные вентиляторы могут устанавливаться непосредственно в сети воздуховодов, встраиваться в канальные системы вентиляции и кондиционирования воздуха и скрываться за подшивным потолком или в специальных вертикальных шкафах. Возможно любое (горизонтальное, вертикальное или наклонное) положение вентилятора при его установке. Основные преимущества канального вентилятора связаны с его компактностью при значительных расходах воздуха.

Вентиляторы Крышные Радиальные (ВКР)

На рисунке показаны типичные крышные вентиляторы. Слева – осевой, справа – радиальный

крупные вентиляторы монтируются непосредственно на крыше здания, обычно имеют специальную раму для обеспечения долговечности и стойкости к атмосферным воздействиям. В связи с тем, что они практически весь срок службы находятся на улице, к ним предъявляются особые требования по влаго- и пылеустойчивости. Обычно они выполняются из высококачественной стали с эпоксидным коррозиестойким покрытием, либо гальванизированной. Существуют крышные вентиляторы как для систем общей вентиляции, так и специальные жаропрочные вентиляторы для высокотемпературных систем, например, систем дымоудаления при пожаре, организация вытяжки для камина или газового котла.

Устройство и принцип действия центробежных вентиляторов.

Конструкция вентилятора определяется его аэродинамической схемой, под которой понимают схематический чертеж его проточной части с указанием основных размеров в долях наружного диаметра колеса D2. Вентиляторы разных размеров, выполненные по одной аэродинамической схеме, относятся к одному типу и являются геометрически подобными.

Основными элементами

являются: рабочее колесо с лопатками, входной патрубок (коллектор), спиральный корпус, ступица, вал.

По конструкции рабочие колеса

имеют ряд модификаций:

• барабанные рабочие колеса , выполняются с лопатками, загнутыми вперед. Ширина колес = 0,5 диаметра. Окружная скорость допускается до 30-40 м/с.
• кольцевые рабочие колеса имеют меньшую ширину. Окружная скорость – 50-60 м/с.
• рабочие колеса с коническим передним диском отличаются большой прочностью и жесткостью. Окружная скорость до 85 м/с.
• трехдисковые колеса применяют на вентиляторах с двухсторонним всасыванием.
• однодисковые применяют для пылевых вентиляторов.

Способ соединения лопаток с дисками оказывает значительное влияние на жесткость конструкции. Применяют соединения: цельноштампованные, на шипах, клепанные , сварные, склеенные. В цельноштампованных лопатки и передний диск штампуют из одного листа. Наиболее часто применяют клепанное соединение.Сварное соединение применяют для колес большого диаметра, особенно для лопаток, загнутых назад.В любом случае, рабочие колеса должны быть отбалансированными.

Лопатки.

Преимуществом листовых лопаток является простота конструкции. Недостаток – большая жесткость.Профелированные оболочные и оболочно-каркасные обладают высокой жесткостью и работают при окружной скорости до 130 м/с.

Входной коллектор.

Входные устройства бывают осевые и коленообразные. Осевые представляют собой цилиндрический или конический патрубок, соединяющий входное отверстие колеса с атмосферой или всасывающим трубопроводом. Коленообразные представляют собой всасывающую камеру с входным прямоугольным отверстием. Поток в такой камере совершает поворот на 90. Сечение коленообразной коробки обычно больше сечения входа в колесо в 2-2,5 раза.Корпус.

Выполняется в виде специального корпуса с параллельными боковыми стенками. На выходе из корпуса может быть установлен конический диффузор с углом раскрытия до 25. Спиральные камеры выполняют либо сварными, либо клепанными. Корпус выполняется съемным. В большинстве консольных конструкций вентилятора корпус подвешивается к кронштейну приводной части. Такая конструкция позволяет получить различные схемы сборки за счет поворота корпуса относительно оси.Только для крупных конструкций с двухсторонним всасыванием корпус устанавливается на раме или на лапах .Корпус дутьевого вентилятора из-за условий прочности и жесткости имеет каркас из профильного проката и обшивку из тонкого листа толщиной 4-6 мм. Для работы на запыленных газах корпус изготавливается из листовой стали большей толщины. Наиболее изнашиваемые листы защищают накладками из стали или белого чугуна. Для химически активных сред корпус выполняют из легированной стали Х18Н9Т.

Содержание

• 1 История
• 2 Строительство 2.1 Механизмы привода 2.1.1 Прямой
• 2.1.2 Пояс

2.2 Подшипники

2.3 Заслонки и лопатки вентилятора

2.4 Лопасти вентилятора

2.4.1 Загнутые вперед

2.4.2 Назад загнутые

2.4.3 Прямая радиальная

3 Принцип работы

3.1 Треугольник скорости

3.2 Разница между вентиляторами и воздуходувками

4 Рейтинги

4.1 Ассоциация воздушного движения и контроля (AMCA)

5 Убытки

5.1 Вход крыльчатки

5.2 Утечка

5.3 Крыльчатка

5.4 Диффузор и спираль

5.5 Дисковое трение

6 Смотрите также

7 Рекомендации

Vents ВК 125 – доступная цена

Недорогой среди аналогов, приточно-вытяжной агрегат для осуществления воздухообмена в жилых, хозяйственных и производственных постройках. Относится к канальному центробежному типу. Использован прочный, стойкий к влаге и пыли пластик. Применены шарикоподшипники качения.

Встроена защита от перегрева, – посредством термопредохранителей и автоматического включения после вынужденной остановки. Снижению вибрации и шума способствует динамическая балансировка обратного ротора. Установлены лопатки с обратным изгибом (назад).

Плюсы:

• Невысокая стоимость, простая конструкция.
• Качественные материалы, устойчив к влаге и пыли.
• Возможность регулировки частоты вращения.

Минусы:

При монтаже требуется внимательно читать инструкцию. Сам прибор очень нежный и хрупкий.

Конструкция и принцип работы

Устройства вентиляторов, используемых для перемещения разнообразных смесей газов и воздуха, бывают нескольких типов. Наиболее востребованным является центробежный радиальный агрегат «улитка».

Он имеет в сборке вращающееся колесо и закрепленные на нем лопасти. Разные модели вентиляторов содержат разное количество лопастей.

Принцип действия вытяжки «улитки» таков:

1. Воздух засасывается внутрь ротора сквозь входное отверстие;
2. Воздушная масса получает вращательное движение;
3. Далее, посредством центробежной силы, которую создают вращающиеся лопатки, воздух под давлением нагнетается к выходному отверстию. Оно расположено в спиральном кожухе.

За счет сходства кожуха с улиткой вентилятор и получил свое название.

Материалы корпуса

Промышленная «улитка» может включать разные материалы — в зависимости от агрессивности среды применения. Обшивка агрегата общего назначения, эксплуатируемого в неагрессивных смесях газов с содержанием частиц менее 0,1 г/куб. м, производится из листовой оцинкованной или углеродистой стали разной толщины. Если среда содержит агрессивные газовые смеси, характерна присутствием активных газов и испарением кислот, применяются коррозионно-устойчивые стали. Вентилятор «улитка» в таком исполнении работает при температуре до 200 градусов тепла по Цельсию.

Есть взрывозащищенный вариант корпуса вытяжки. Он собран из пластичных металлов: меди или алюминиевых сплавов. Здесь при работе вытяжки исключается искрение, являющееся основной причиной взрывов.

Рабочее колесо

Требования к материалам для рабочего колеса с лопатками — пластичность и защищенность от коррозии. Тогда колесо выдержит вибрационные нагрузки и химическое воздействие среды

Для проекта формы и количества лопаток, во внимание берутся аэродинамические нагрузки и скорость вращения. Большая скорость вращения большого количества слегка изогнутых либо прямых лопаток, формирует устойчивый воздушный поток

При этом создается меньше шума.

Центробежную вытяжку следует классифицировать как оборудование с повышенной вибрацией. Причина вибрации — низкий уровень сбалансированности вращающегося колеса. Вибрация несет в себе такие негативные факторы: разрушение основания в месте установки оборудования и высокий шумовой уровень. Минимизирует вибрацию установка амортизационных пружин. Пружины монтируются под основание корпуса. Кроме того, для некоторых моделей вместо пружин применяются резиновые подушки.

Электродвигатели

Оборудование для вентиляции типа «улитка» снабжается электродвигателями со взрывобезопасными крышками и корпусами. Для окраски корпусов двигателей используется специальный защитный состав. В большинстве своем — это асинхронные механизмы с фиксированной частотой вращения. Подключаются они к однофазной или трехфазной сети, в зависимости от конструкции. В особых случаях применяются двигатели с регулируемой скоростью вращения.