Typy ventilátorů: rozdělení, účel, princip činnosti
Obsah
Ventilátor je hlavní součástí každého systému umělé ventilace. Zařízení je široce používáno v každodenním životě člověka. Při plánování nákupu ventilačního zařízení musíte pochopit specifika jeho konstrukce a provozu.
Článek předložený k recenzi podrobně popisuje typy ventilátorů, jejich konstrukční vlastnosti, principy fungování a účel každé jednotky. Řekneme vám o prioritních oblastech pro výběr správného modelu. Zde se dozvíte, jak vybrat zařízení v závislosti na provozních podmínkách.
Klasifikace ventilátorů podle hlavních parametrů
Ventilátory jsou mechanická zařízení určená k pohybu, přivádění nebo odvádění vzduchových a plynových hmot. Cirkulace vzduchu nastává v důsledku tlakového rozdílu mezi vstupním a výstupním kanálem ventilační jednotky.
Ventilátory se používají všude. Nepostradatelná zařízení pro uspořádání přívodního a výfukového ventilačního komplexu budovy, foukání pracovních prvků v klimatizačních a topných zařízeních.
Obecná klasifikace větracích jednotek je založena na různých parametrech.
Mezi hlavní kritéria pro gradaci patří:
- konstrukce a princip činnosti zařízení;
- účel a provozní podmínky ventilátoru;
- způsob instalace;
- způsoby připojení zařízení k elektromotoru;
- technické vlastnosti: stupeň krytí IP, generovaný tlak, spotřeba energie, rychlost, účinnost a hladina akustického tlaku.
Podle typu provedení se rozlišuje pět modifikací ventilátorů: axiální, odstředivé, diagonální, diametrální a bezlopatkové.
Na základě provozních podmínek se dělí následující typy plynových dmychadel:
- spotřebiče pro všeobecné použití;
- speciální ventilátory.
První skupina zahrnuje jednotky určené pro práci s proudy vzduchu a neaktivních plynů, jejichž teplota nepřesahuje +50 °C. Do druhé skupiny patří speciální vybavení: žáruvzdorné, nevýbušné, prachuvzdorné, korozivzdorné a odvod kouře.
Podle způsobu instalace rozlišují:
- standardní - instalace se provádí na podpěře;
- střecha - instalace na střechu budovy;
- kanál - jsou umístěny uvnitř ventilačního potrubí;
- vícezónové - modely určené pro připojení k několika vzduchovým kanálům.
Jako pohon ventilační jednotky jsou použity elektromotory.
Existuje několik způsobů, jak spojit motor s oběžným kolem:
- přímé spojení;
- převod klínovým řemenem;
- plynulý závěs.
Po určení vhodného typu ventilátoru je vybrán model s optimálními technickými vlastnostmi.
Princip činnosti různých typů zařízení
Hlavním kritériem pro výběr ventilátoru je jeho konstrukce a princip činnosti. Konstrukční vlastnosti a technické nuance určují účinnost zařízení, hladinu hluku, účinnost provozu a možnost jeho použití v určitých podmínkách.
Axiální jednotka - klasický ventilátor
Axiální (axiální) ventilátor je široce používán v domácích ventilačních systémech soukromých domů, v koupelnových digestořích, v komplexních výfukových možnostech, jako chladicí prvek pro různá zařízení a elektroniku, stejně jako v aerodynamických tunelech a turboventilátorových motorech v oblasti letectví.
Design modelů se vyznačuje jednoduchostí provedení a malými rozměry. Základní prvky: válcové tělo, lopatkové kolo a pohon. Vnitřní průměr válce musí zajistit neomezené otáčení oběžného kola. Vzdálenost mezi lopatkami a pouzdrem je omezena na 1,5 % délky rotující lopatky.
Princip činnosti: rotující lopatky zachycují vzduch a tlačí ho podél osy oběžného kola. V radiálním směru nedochází téměř k žádnému pohybu vzduchu. Výkon zařízení se reguluje otáčením nožů.
Charakteristické rysy axiálních modelů:
- nevyžadují velkou plochu pro instalaci;
- ekonomická spotřeba elektřiny;
- nízká hladina hluku;
- snadná obsluha a opravy;
- nízké náklady.
Výhody provozu a použití axiálních ventilátorů vedly k jejich široké oblibě v každodenním životě. Modely Case jsou široce používány pro chlazení elektrospotřebičů a přenosných axiálních jednotek s roštem.
Odstředivý model - síla a vysoký výkon
Odstředivé (radiální) ventilátory jsou vysoce účinné – jednotky jsou schopny generovat vysoké tlaky a pracovat v náročných podmínkách. Konstrukce zařízení zahrnuje následující prvky.
Rám. Plášť difuzoru je vyroben z nýtovaného nebo svařovaného plechu. Duté těleso má spirálový tvar spirály, provedení zahrnuje sací a výtlačné potrubí. Pro vyztužení pláště je vyztužen žebry nebo příčnými pruhy.
Pracovní kolo. Lopatkový rotor se skládá ze dvou kotoučů, lopatek a náboje.
Konstrukce kola určuje podmínky pro použití ventilátoru:
- bezdiskový - přeprava proudů s pevnými součástmi;
- jednokotoučový - pohyb vzduchových médií s nízkým obsahem pevných frakcí;
- dvoukotoučový - cirkulace čistých vzduchových hmot v jiném tlakovém rozsahu;
- tříkotoučové - zajišťující oboustranné sání.
Kolo je připevněno k hřídeli pomocí nábojů. Čepele jsou připevněny k diskům a nábojům.
lopatky. Výkon a účinnost jednotky jako celku do značné míry závisí na tvaru lopatek:
- aerodynamické křídlo - poskytuje nehlučnost, dobrý ukazatel výkonu, odolnost zařízení vůči vysokým teplotám;
- zakřivená záda - zabraňují hromadění prachu uvnitř ventilátoru, vhodné pro provoz v prostředí s vysokým tlakem;
- Dopředu zakřivené ventilátory s „předními“ žebry jsou navrženy pro vysoký objem vzduchu a vysokotlaký provoz a jsou odolné proti erozi;
- radiální - instalace kompaktních rozměrů se střední účinností, vedení rotoru jsou ošetřena ochrannou kompozicí proti erozi.
U kol se „zadními“ lopatkami není rozdíl mezi statickým a celkovým tlakem velký, takže jejich účinnost je vysoká. Efektivita práce dosahuje 80 %.
V odstředivých instalacích vzduch vstupuje v axiálním směru, je vytlačován ven - v radiálním směru. Vzduchové hmoty se působením odstředivých sil pohybují ve válcovém tělese.
Celý proces lze rozdělit do několika fází:
- Když se kolo otáčí, vzduch mezi prostorem lopatek spěchá k okraji rotoru.
- V důsledku toho se ve středu kola vytvoří zóna nízkého tlaku. To vede k nasávání vzduchových hmot zvenčí.
- Ve středu komory mění proudění vzduchu směr z axiálního na radiální a vstupuje do oddělení mezi lopatkami.
- Díky rychlé rotaci vzduchových hmot spěchají k vnitřní stěně pouzdra.
- Kinetická energie se částečně přeměňuje na energii komprese a rychlost vzduchu klesá - uvnitř "šneka" se shromažďuje objemový proud vzduchu a vytváří se přetlak.
- Plynná hmota spěchá do výstupního potrubí, vstupuje do potrubí a poté do pracovního prostoru.
Odstředivé jednotky se používají v zásobovacích a výfukových komplexech velkých prostor, garáží, obchodních center a budov, kde je vyžadována nepřetržitá výkonná ventilace.
Diagonální model - syntéza dvou typů ventilátorů: axiálního a odstředivého. Oběžné kolo zařízení má speciální tvar - struktura oběžného kola připomíná strukturu bubnu v radiálním ventilátoru. Lopatky oběžného kola jsou rovnoběžné s osou otáčení.
Kombinované ventilátory mají válcové tělo a vypadají spíše jako axiální modely. Jejich princip činnosti je však odlišný kvůli konstrukčním vlastnostem oběžného kola. Vzduch se nejprve pohybuje podél osy a poté změní svůj směr o 45°.
Hlavní výhodou ventilátoru smíšeného typu je dosažení kompromisních hodnot mezi hlučností, výkonem a rozměry zařízení.
Nejčastěji se odstředivé axiální jednotky používají jako potrubní ventilátory v malých a středních větracích systémech s dlouhým vzduchovým potrubím. Používají se jako odsávací jednotky a ventilátory v tlakových systémech napájecího typu.
Tangenciální instalace - rovnoměrné proudění vzduchu
Tangenciální (diametrální) ventilátor se skládá z podlouhlého pouzdra vybaveného difuzorem a odbočnou trubkou a bubnového oběžného kola se šikmými lopatkami. Vzduch se pohybuje dvakrát kolmo k ose otáčení válce.
Charakteristické rysy diametrálních zařízení:
- vysoký aerodynamický výkon;
- schopnost dodávat rovnoměrný tok;
- schopnost otáčet ventilátor, výběr směru proudění vzduchu;
- nehlučnost práce;
- vysoká účinnost - až 60-70%.
Oblast použití: tvorba vzduchových clon, fancoilových jednotek a použití v split systémech.
Bezlopatkový ventilátor - inovativní technologie
Na tuzemském trhu ventilačních systémů se v poslední době objevují bezlopatkové ventilátory pro domácnost. Jejich princip fungování se zásadně liší od výše diskutovaných modifikací.
Komponenty zařízení:
- rám kulatého nebo oválného tvaru určený k nasávání a vypuzování vzduchových hmot;
- základna pro upevnění rámu;
- miniturbína zabudovaná do základny ventilátoru;
- motor.
Inovativní ventilátor funguje na následujícím principu:
- Po zapnutí motoru je turbína poháněna.
- Turbína, která se otáčí, nasává vzduch skrz otvory v základní skříni.
- Pod vlivem turbulence je vzduch zrychlen 15krát a vystupuje výstupními štěrbinami umístěnými po obvodu rámu.
Vzduch proudí kolem povrchu prstence a spěchá správným směrem.
Ve srovnání s tradičními modely mají ventilátory bez lopatek řadu výhod:
- plynulé nastavení intenzity proudění vzduchu;
- pohodlí a absolutní bezpečnost používání;
- změna směru vzduchu úpravou polohy kroužku;
- efektivita práce - o 20 % nižší spotřeba energie ve srovnání s axiálními modely.
Hlavní nevýhody zařízení: vysoká cena a vysoká hladina hluku.
Závislost na provozních podmínkách
Při výběru ventilátoru je důležité zvážit podmínky jeho použití. Pro použití v agresivním prostředí byly vyvinuty vysoce specializované instalace.
Jednotky pro běžné použití
Univerzální ventilátory jsou vyrobeny z uhlíkové oceli.
Instalace zařízení je povolena při dodržení povinných provozních podmínek:
- obsah prachu ve vzduchu pro radiální jednotky - ne více než 0,01 g / m³, pro axiální zařízení - až 0,01 g / m³;
- teplota pracovního prostředí — do +50 °C;
- nepřítomnost chemicky agresivních, výbušných složek, vláken a lepkavých částic ve vzduchu.
Prostředí plyn-pára-vzduch by nemělo vyvolat zrychlené korozní procesy, přípustná míra destrukce kovu je 0,1 mm za rok. Pokud provozní teplota stoupne nad mezní hodnotu, pak se zhoršuje chod motoru, který se obvykle nachází v proudu pohybujících se vzduchových hmot.
Univerzální modely se používají v systémech vytápění a ventilace vzduchu veřejných, obytných a průmyslových budov, jakož i pro jiné sanitární účely.
Ventilační jednotky pro speciální účely
Speciální ventilátory se obvykle dělí do pěti skupin:
- prach;
- tepelně odolný;
- odolný proti explozím;
- korozivzdorný;
- odsávače kouře.
Prachové agregáty se používají k čištění vzduchových hmot od prachu a nečistot: dřevěné a kovové piliny, svařovací struska, obilný odpad. Proud vzduchu procházející tryskami mění svůj směr z axiálního na radiální. Vlivem odstředivé síly se mění i rychlost proudění vzduchu.
Na vozidlech přepravujících obilné směsi jsou instalovány radiální prachové ventilátory nízkého výkonu. Vysokotlaká zařízení se používají ve velkých výrobních halách.
Tepelně odolné jednotky jsou určeny k pohybu vzduchu, jehož teplota přesahuje +80 °C.
Kvůli drsným provozním podmínkám musí mít ventilátory speciální vlastnosti:
- tepelná izolace elektromotoru a jeho odstranění mimo proudění vzduchu;
- vysoká úroveň ochrany motoru - IP44 a vyšší;
- výroba konstrukčních prvků ze žáruvzdorných materiálů (žáruvzdorný polyamid, hliníková slitina, nerez nebo uhlíková ocel);
- široký rozsah provozních teplot.
Tepelně odolné ventilátory se používají při uspořádání ventilačního systému van a saun, odvodu vysokoteplotního odpadního vzduchu z krbu nebo kamen, odvodu spalin z výrobních míst.
Nevýbušné ventilační zařízení je určeno k odstraňování výbušných směsí plynů. Tato kategorie zahrnuje kompozice, ve kterých se při vznícení nejmenší částice vznítí celý zbývající objem plynu.
Požadavky na ochranu proti výbuchu pro elektrická zařízení jsou upraveny směrnicemi ATEX EC. V závislosti na stupni nebezpečí výbuchu zón mohou být větrací jednotky chráněny:
- křemenná nebo olejová náplň plášťů vodivých částí;
- těsnění sloučeninou - polymerním materiálem;
- nátěry odolné proti výbuchu.
Materiálem pro výrobu sacích potrubí, oběžných kol a skříní je nerezová ocel, slitiny hliníku a skupiny různých materiálů: nerezová ocel-mosaz, bronz, elektricky vodivý plast.
Antikorozní ventilátory jsou určeny pro dopravu agresivních, nevýbušných směsí vzduch-plyn s nízkým obsahem prachu a absencí vláknitých a lepivých složek.
Materiály pro výrobu částí zařízení: slitiny titanu, polypropylen, vinylový plast. Alternativně jsou pracovní prvky nastříkány antikorozním nátěrem - korozivzdorná ocel třídy 08X13 nebo slitina titanu.
Rozsah použití "antikorozních" ventilátorů:
- metalurgie železa;
- technologické linky na výrobu minerálních hnojiv;
- produkce uhlíku;
- přívod vzduchu do kotlů s vroucím složením;
- organizace cirkulace vodní páry s nečistotami fenolu, alkálie a sirovodíku;
- linky koksoven.
Ventilátory pro odvod kouře jsou výkonné žáruvzdorné instalace zabudované do ventilačního systému budovy a sloužící k vyfukování kouře z místnosti. Na jednotky jsou kladeny vysoké technické požadavky.
Oblast použití - kouřové ventilační systémy pro budovy pro různé účely. "Odsavače kouře" se instalují na střechu místnosti pomocí montážní příruby a připojují se k odvodu kouře.
V závislosti na konstrukci ventilátoru může být vypouštěn oboustranný nebo čtyřstranný kouř v horizontálním nebo vertikálním směru. Jednotky je možné provozovat v režimu celkového větrání domu.
Typy ventilátorů podle způsobu montáže
Jak je uvedeno výše, podle způsobu instalace jsou ventilační zařízení rozdělena do 4 skupin: standardní, střešní, kanálové a vícezónové.
Konvenční ventilátory se obvykle dodávají se základním rámem nebo držákem. Jejich instalace nezpůsobuje žádné potíže.
Střešní jednotky se instalují na střechu budovy a fungují jako poslední článek ventilačního systému budovy. Takové ventilátory jsou vystaveny negativním vnějším faktorům (déšť, sníh, poryvy větru), proto jsou vyrobeny z extra odolných materiálů. Téměř všechny modely jsou vybaveny ochranným kuželem, který zabraňuje ucpání těla.
Při výběru střešního ventilátoru zohledněte specifika vybavené místnosti. Například pro školku, nemocnici nebo školu je vybrán model s nízkou hladinou hluku. Pro výrobní dílnu bude prioritou kapacita zařízení.
Potrubí ventilační jednotky jsou umístěny ve vzduchotechnickém potrubí a zajišťují odvod a přívod vzduchu potrubním systémem. Provedení potrubních ventilátorů bývá diagonální nebo radiální, méně často axiální.
Volba zařízení se provádí s ohledem na tvar potrubí. Jednotky jsou k dispozici pro kulaté, čtvercové a obdélníkové hřídele.
Vícezónové větrací jednotky jsou vybaveny krytem, který umožňuje připojení několika sacích potrubí pocházejících z různých zón. Takové ventilátory jsou nepostradatelné v místnostech, kde je potřeba vybavit odsávací digestoř v různých místnostech a kde je pouze jeden odsávací kanál.
Další výhodou je snadné použití. Musíte obsluhovat jeden, ne několik ventilátorů.
Odrůdy modelů větrání domácnosti
Ventilátory pro domácnost jsou navíc klasifikovány podle místa instalace.
okno. Zařízení se montuje do okna nebo stěny v blízkosti okna, není zde žádné vzduchové potrubí. Takové vybavení se používá hlavně ve veřejných institucích: kavárny, kadeřnictví atd.d. Samořezání do instalovaných plastových oken je problematické.
kuchyně. Odstraňuje výpary a různé pachy, které vznikají při vaření. Ventilátor je namontován přímo v digestoři. Na základě designu se rozlišují ploché, kopulovité a vestavné digestoře. Kuchyňské ventilátory musí být tepelně odolné a mít vnější ochrannou síť.
Vybavení koupelny. Pro zvýšení účinnosti odtahového větrání WC a koupelny se používají nástěnné a stropní ventilátory. Kompaktní jednotky jsou ekonomické a snadno se instalují.
Bez ohledu na zvolený typ ventilátoru je třeba věnovat zvláštní pozornost označení zařízení, konkrétně stupni krytí IP. IP standard charakterizuje zabezpečení zařízení v neagresivním prostředí.
Úroveň ochrany proti vniknutí vlhkosti do pouzdra je označena druhou číslicí označení.
Užitečné video k tématu
Modelové provedení a technické a provozní vlastnosti ventilátorů umožňují zvolit optimální zařízení pro domácí i průmyslové aplikace. Konstrukce větracích jednotek se neustále zdokonaluje, přizpůsobuje se potřebám zákazníků.
