Wentylator odśrodkowy: specyfika urządzenia i zasada działania urządzenia

Wraz z rozwojem sektora przemysłowego duża liczba procesów technologicznych wymagała wymuszonego dopływu powietrza.Nie pominięto także sektora gospodarstw domowych. Niektóre rodzaje komunikacji wymagają regularnego dopływu świeżego powietrza.

Eleganckim rozwiązaniem tego problemu był wentylator odśrodkowy, który jest w stanie samodzielnie przepompować wymaganą ilość masy powietrza. Ale jak to jest zaprojektowane i jak działa? Właśnie te pytania omówimy szczegółowo w naszym artykule.

Weźmy pod uwagę cechy konstrukcyjne urządzenia, jego możliwości, zakres zastosowania i najlepszych producentów, których produkty prezentowane są na rynku. Podamy również zalecenia dotyczące wyboru odpowiedniego modelu wentylatora.

Istota pompowania i rozrzedzania powietrza za pomocą wentylatora

Wentylator to konstrukcja mechaniczna zdolna do przetwarzania przepływu mieszaniny gazowo-powietrznej poprzez zwiększenie jej energii właściwej do późniejszego ruchu.

Taka architektura urządzenia pozwala na uzyskanie efektu wtłoczenia lub rozrzedzenia gazu roboczego w przestrzeń kosmiczną poprzez odpowiednio wzrost lub spadek ciśnienia (mechanizm konwersji energii).

Ciśnienie gazu rozumiane jest jako niekończący się proces chaotycznego ruchu cząsteczek gazu, które uderzając w ściany zamkniętej przestrzeni, wytwarzają na nie ciśnienie.

Dlatego im większa prędkość tych cząsteczek, tym więcej uderzeń i wyższe ciśnienie. Ciśnienie gazu jest jedną z głównych cech gazu.

Z drugiej strony każdy gaz ma jeszcze dwa parametry: objętość i temperaturę. Objętość to ilość przestrzeni wypełnionej gazem. Temperatura gazu jest cechą termodynamiczną, która wiąże prędkość cząsteczek i wytwarzane przez nie ciśnienie.

Te „trzy filary” opierają się na teorii kinetyki molekularnej, która jest podstawą opisu wszelkich procesów związanych z przetwarzaniem gazów i mieszanin gazowych.

Proces wtryskiwania to wymuszona koncentracja cząsteczek w zamkniętej przestrzeni powyżej określonej normy. Na przykład ogólnie przyjęte ciśnienie powietrza na powierzchni ziemi wynosi około 100 kPa (10⁵ kilopaskalach) lub 760 mm Hg. Sztuka. (milimetry słupa rtęci).

Wraz ze wzrostem wysokości nad powierzchnią Ziemi ciśnienie maleje, a powietrze staje się rozrzedzone.

Ciśnienie atmosferyczne to ciężar słupa powietrza w stosunku do powierzchni, na której się on znajduje. Nie masa, ale masa P=mg. Mierzone za pomocą barometru, inne rodzaje ciśnienia są określane za pomocą manometru

Rozrzedzenie to proces odwrotny do pompowania, podczas którego cząsteczki opuszczają zamknięty układ. Objętość pozostaje taka sama, ale liczba cząsteczek znacznie maleje, dlatego ciśnienie maleje.

Efekt pompowania jest niezbędny do wymuszenia ruchu powietrza. Możliwe jest przemieszczanie powietrza poprzez efekt rozrzedzania: aby przywrócić równowagę ciśnień w całym układzie, cząsteczki przemieszczają się z bardziej skoncentrowanego obszaru cząsteczek do mniej skoncentrowanego.

W ten sposób poruszają się cząsteczki gazu.

Aby określić prędkość przepływu powietrza na zewnątrz lub wewnątrz budynku, często stosuje się specjalne narzędzie - anemometr. Niezastąpione urządzenie przy projektowaniu instalacji wentylacyjnych

Istnieje wiele układów systemów wentylacyjnych, ale można je podzielić na kilka klas według określonych parametrów:

1. Po wcześniejszym umówieniu. Istnieją wentylatory ogólnego i specjalnego przeznaczenia. Wentylatory służą do normalnego przepływu gazu. Specjalne wentylatory służą do transportu pneumatycznego, transportu agresywnych i wybuchowych mieszanin gazów.
2. Według prędkości. Istnieją koła z ostrzami o niskich, średnich i wysokich prędkościach obrotowych.
3. Według zakresu ciśnienia. Znane są systemy wytwarzania niskiego (do 1 kPa), średniego (1–3 kPa) i wysokiego (powyżej 3 kPa) ciśnienia.

Niektóre procesy przemysłowe i domowe z wykorzystaniem dmuchaw zachodzą w ekstremalnych warunkach środowiskowych, dlatego też stawiane są odpowiednie wymagania sprzętowi.

Można więc mówić o urządzeniach pyłoszczelnych, odpornych na wilgoć, żaroodpornych, odpornych na korozję, iskrobezpiecznych i oddymiających oraz o wentylatorach konwencjonalnych.

Informacje na temat typów fanów zostały szczegółowo omówione w innym miejscu nasz artykuł.

Konstrukcja wentylatora odśrodkowego

System odśrodkowy to mechanizm pompujący o konstrukcji promieniowej, który jest w stanie wytworzyć ciśnienie w dowolnym zakresie.

Przeznaczony do transportu gazów jedno- i wieloatomowych, w tym związków chemicznie „agresywnych”.

Konstrukcja jest „pokryta” metalową/plastikową obudową, która nazywana jest obudową ochronną. Obudowa chroni komorę wewnętrzną przed kurzem, wilgocią i innymi substancjami, które mogą negatywnie wpłynąć na pracę urządzenia.

Wysokiej jakości produkt wentylacyjny zawsze ma określony stopień ochrony. Stopień ochrony powłoki (Ingress Protection) to ujednolicony międzynarodowy standard jakości produktu, który określa poziom ochrony sprzętu przed wpływami środowiska.

Wentylator promieniowy wytwarza znacznie wyższe ciśnienie niż wersja osiowa. Dzieje się tak na skutek połączenia części powietrza wchodzącego do bębna z energią powstałą podczas przejścia od wejścia do wyjścia układu

Mechanizm napędzany jest silnikiem elektrycznym lub silnikiem spalinowym (typowym dla wentylatorów przemysłowych). Najpopularniejszą metodą jest silnik elektryczny, który obraca wał z wirnikiem.

Istnieje kilka znanych opcji przenoszenia ruchu obrotowego z silnika na wirnik:

• sprzęgło elastyczne;
• Przekładnia paska klinowego;
• przekładnia bezstopniowa (hydrauliczne lub indukcyjne sprzęgło poślizgowe).

Biorąc pod uwagę istnienie ogromnej liczby firm produkcyjnych, które tworzą unikalne układy o szerokiej gamie parametrów dynamicznych, konsumenci mają do dyspozycji dość szeroką gamę wentylatorów.

Obudowa posiada dwa główne kanały: wejściowy i wyjściowy. Mieszanka gazowa wchodzi do pierwszego kanału, przemieszcza się do komory, gdzie jest poddawana obróbce, a następnie wychodzi do drugiego

W wyniku intensywnej pracy programistów posiadamy szeroką gamę zastosowań dla tego typu maszyn, m.in.:

• systemy wentylacji i ogrzewania w budynkach prywatnych i wielokondygnacyjnych;
• dostarczanie i oczyszczanie powietrza do budynków niemieszkalnych;
• systemy filtracyjne w rolnictwie;
• realizacja procesów technologicznych w przemyśle lekkim i ciężkim różnych kierunków.

Istnieją również możliwości wykorzystania dmuchaw w systemach przeciwpożarowych i ultraszybkiej wymiany powietrza w zamkniętych przestrzeniach.

Wentylatory takie pracują z wysokotemperaturowymi mieszaninami gazów, co nakłada na producentów obowiązek umieszczania w dokumentacji technicznej informacji o zgodności ich urządzeń z międzynarodowymi normami.

Sprawdzona i prosta konstrukcja mechanizmu odśrodkowego ma wiele wyraźnych zalet:

• wysoka niezawodność i niezrównana wydajność;
• łatwość i dostępność konserwacji sprzętu;
• bezpieczeństwo integracji i eksploatacji jednostek;
• minimalne koszty zasobów energii i napraw w przypadku awarii.

Dodatkowo dmuchawy posiadają dość niski próg hałasu, co pozwala na zastosowanie ich w warunkach domowych.Wentylatory odśrodkowe charakteryzują się także wyjątkowo długą żywotnością ze względu na brak bezpośredniego kontaktu części roboczych mechanizmu w komorze roboczej.

Cechy cyklu pracy urządzenia

Przyjrzyjmy się ogólnej zasadzie działania dmuchawy odśrodkowej o konstrukcji promieniowej. Należy pamiętać, że eksperci rozróżniają dwie główne konstrukcje wentylatorów: z osiowym i promieniowym umiejscowieniem wlotu, do którego zasysany jest strumień powietrza.

Wpływa to przede wszystkim na możliwość zainstalowania wentylatora w systemie i nie ma praktycznie żadnego wpływu na ogólną wydajność.

Wentylator promieniowy może pracować zarówno z powietrzem zwykłym, pobieranym z pomieszczenia, jak i z powietrzem napływającym kanałem powietrznym (efekt równoważenia obszarów o różnym ciśnieniu)

Wlot osiowy jest typowy dla dmuchaw wyporowych ogólnego przeznaczenia. Promieniowe umiejscowienie wlotu przepływu jest typowe dla dmuchaw głównych.

W pierwszej fazie cyklu pracy wentylatora strumień powietrza przemieszcza się na powierzchnię szybko obracającego się wirnika. Łopatki wirnika dzielą powietrze na małe objętości, które przemieszczają się wewnątrz komory roboczej.

Tutaj gromadzi się masa powietrza, to znaczy masa powietrza jest bezpośrednio sprężana do małej objętości.

Konstrukcja samego korpusu jednostki ma swoje własne cechy.

Znane są dwa najpopularniejsze kształty kadłuba:

• bułczasty;
• spirala.

Zaokrąglony kształt obudowy jest typowy dla wentylatorów, które w krótkim czasie procesu przetłaczają ogromną ilość powietrza. A spiralny kształt jest nieodłącznym elementem wentylatorów, które dodatkowo sprężają objętość powietrza i wytwarzają średnie i wysokie ciśnienie.

W drugim etapie powietrze jest pompowane do komory roboczej. Jak wiadomo, przy stałej objętości, wraz ze wzrostem całkowitej masy cząsteczek gazu, wzrasta liczba zderzeń cząsteczek, a co za tym idzie, wzrasta ich prędkość. W rezultacie wzrasta również ciśnienie gazu.

Kształt i liczba ostrzy mają ogromne znaczenie. Bez wyjątku wszystkie opcje wirników są testowane w tunelach aerodynamicznych w celu określenia optymalnych warunków pracy

W końcowym etapie sprężony gaz jest usuwany z komory roboczej do wylotu. Następnie powietrze przechodzi do centralnego kanału powietrznego i przemieszcza się we wskazanym kierunku.

Proces rozrzedzania zachodzi dokładnie odwrotnie. Powietrze jest pobierane z kanału powietrznego lub przestrzeni zamkniętej, w której należy utworzyć rozrzedzony obszar, i odprowadzane do otoczenia lub innej zamkniętej przestrzeni.

Specyfikacja wentylatora odśrodkowego

Układy sprężarkowe charakteryzują się szeregiem różnic konstrukcyjnych i dynamicznych, które należy wziąć pod uwagę przy ich doborze i wdrażaniu do systemu wentylacyjnego.

Specyfikacje obejmują:

• konstrukcja samej dmuchawy;
• typ silnika;
• Blok kontrolny;
• umiejscowienie wirnika i przeniesienie ruchu obrotowego z silnika;
• kąt położenia rur wlotowych i wylotowych;
• materiał, z którego wykonane są części produktu, jego wymiary i waga.

Eksperci zwracają także uwagę na zgodność produktów z międzynarodowymi normami: normami ISO/IEC i GOST, oznaczeniami IP, dyrektywami ATEX itp.

Do cech dynamicznych zaliczają się parametry techniczne pracy dmuchawy: generowane ciśnienie i współczynnik spadku ciśnienia, prędkość obrotowa i maksymalna temperatura przepływu, prędkość obrotowa wału i poziom ciśnienia akustycznego, sprawność i moc silnika.

Ciśnienie tłoczenia to maksymalna wartość, jaką wentylator jest w stanie wytworzyć podczas pracy w trybie nominalnym.

P_w = P_sw +P_dw,

Gdzie: P_w - ciśnienie całkowite, P_sw - ciśnienie statyczne, P_dw — ciśnienie dynamiczne.

Współczynnik różnicowy - różnica między ciśnieniem wejściowym a generowanym (bar).

Wolumetryczny przepływ powietrza to ilość mieszaniny gazów przemieszczającej się w jednostce czasu (wydajność). Zwykle oblicza się w m³/h dla producentów krajowych, litr/min dla producentów zagranicznych.

Częstotliwość obrotów to liczba pełnych obrotów wirnika w jednostce czasu. Obliczane w szt./s lub Hz. Należy pamiętać, że poziom obciążenia wentylatora nie powinien przekraczać 75% wartości maksymalnej.

Pracując przez długi czas w trybie przeciążenia przy dużej prędkości obrotowej, wentylator przegrzewa się i może szybko ulec awarii. Ale proces ten można kontrolować, zarządzając nim według własnego uznania. Do czego jest to używane? regulator prędkości wentylator

Ciśnienie akustyczne to poziom hałasu wytwarzanego przez obracające się części i tarcie powietrza pomiędzy metalem. Mierzone w odległości 3 metrów od źródła podczas pracy przy maksymalnym obciążeniu. Wybierając stale pracujący wentylator, należy wziąć pod uwagę hałas.

Większość urządzeń wyposażona jest w pochłaniacze hałasu i dźwięków tła. Normy hałasu: nie więcej niż 50 dBa dla pomieszczeń mieszkalnych i nie więcej niż 75 dBa dla obiektów przemysłowych

Jednym z urządzeń o minimalnym poziomie hałasu jest bezłopatkowy wentylator.

Sprawność wentylatora jest iloczynem trzech następujących współczynników:

• straty w przepływie powietrza;
• przecieki przez szczeliny w konstrukcji;
• wydajność mechaniczna produktu.

W przypadku wentylatorów odśrodkowych ogólna sprawność mieści się w przedziale od 0,7 do 0,85, w przypadku wentylatorów osiowych (kanałowych) - nie więcej niż 0,95. Wybierając wentylator promieniowy, należy wziąć pod uwagę współczynnik bezpieczeństwa silnika elektrycznego wynoszący 1,2. Oznacza to, że wybierz moc silnika elektrycznego o 20% większą niż wymagana.

Moc silnika wentylatora określa się ze wzoru:

N = (Q*P)/(102*3600*wydajność),

Gdzie: Q — produktywność (objętość przepływu powietrza), P — wytworzone ciśnienie.

Dobór wentylatora zgodnie z wymaganiami

Proces doboru urządzeń wentylacyjnych do obiektu przemysłowego (warsztatu, hangaru) to dość ciekawy i skomplikowany proces, którym musi się zająć specjalista. Szczegółowe cechy wentylacji pomieszczeń przemysłowych omówione tutaj.

Istnieją już gotowe rozwiązania dla zwykłych mieszkań i domów prywatnych. W ogólnym przypadku (dla mieszkania 2-3 pokojowego) mamy następującą architekturę systemu wentylacji:

• w pomieszczeniach mieszkalnych instalowane są wentylatory, których liczba zależy od wielkości lokalu i liczby mieszkańców;
• nawiewniki są zintegrowane w kuchni i łazience oraz są ułożone przewody powietrzne do centrali wentylacyjnej.

Wentylator odśrodkowy składa się z jednostki sterującej, układu filtrów do oczyszczania powietrza, silnika elektrycznego i samego wentylatora promieniowego.

Do powyższego systemu wentylacji nadają się wentylatory ścienne serii CF firmy Vents o pojemności do 120 m3.³/godzina

Obecny rynek urządzeń wentylacyjnych reprezentowany jest przez szeroką gamę firm zagranicznych: Systemair, Soler&Palau, OSTBERG, Rosenberg, HELIOS, Maico, Ruck Ventilatoren GmbH, AeroStar, Blauberg, Elicent, Rhoss, Frapol, CMT CLIMA, HygroMatik GmbH, Winterwarm, Tecnair LV, AERIAL GmbH, MITA.

Produkty tych firm będą doskonałym rozwiązaniem problemów wentylacyjnych o dowolnej skali.

Krajowe marki Vents, Elkom, Domovent i Veza nie ustępują im pod względem jakości produkcji i niezawodności sprzętu. Jeśli masz jakiekolwiek wątpliwości co do dokładności wykonanych obliczeń lub wyboru konkretnego modelu, zalecamy skontaktowanie się z obsługą techniczną którejkolwiek z firm.

Jeżeli jesteś właścicielem prywatnego 1-2 kondygnacyjnego budynku, budynku przemysłowego lub handlowego o podobnej powierzchni (restauracja, magazyn, stołówka, kawiarnia, biuro), przy wyborze wyposażenia musisz wziąć pod uwagę kubaturę lokalu, kurs wymiany powietrza, długość i przekrój głównych rurociągów.

Zadania wentylacji i oddymiania z łatwością poradzą sobie dmuchawy wielostrefowe lub wentylatory dachowe serii KROM firmy Veza, wentylatory serii VN firmy Vents i inne

Koniecznie zwróćcie uwagę na dodatkową funkcjonalność wentylatorów odśrodkowych oraz możliwość integracji z różnorodnymi systemami klimatyzacji.

Tym samym dmuchawy promieniowe można wyposażyć w podzespoły pomocnicze:

• regulowane timery i przełączniki interwałowe, fotoczujniki i czujniki wilgotności;
• kontrolery prędkości i wskaźniki stanu;
• czujniki przeciążenia silnika elektrycznego i braku zasilania elektrycznego;
• amortyzatory sprężynowe lub wibroizolatory gumowe.

Jeżeli wentylator umieszczony jest wewnątrz mieszkania lub domu, można go zakryć zdejmowanym przednim panelem dekoracyjnym wykonanym z aluminium lub tworzywa sztucznego, uwzględniającym wnętrze pomieszczenia.

Dla wielu użytkowników ważnym kryterium przy wyborze wentylatora jest poziom hałasu. Szukasz cichego wentylatora do swojej łazienki? Zalecamy zapoznanie się z oceną milczący fani.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

W poniższym filmie specjaliści Elcom wyraźnie mówią o wentylatorach odśrodkowych:

Poniżej znajduje się doskonały przykład montażu domowego wentylatora w łazience:

Inna opcja instalacji wentylatora domowego małej mocy w mieszkaniu:

Klasyczny wentylator odśrodkowy powstał w wyniku wieloletniego doświadczenia w projektowaniu i produkcji urządzeń wentylacyjnych. To nie tylko doskonałe rozwiązanie dla przemysłu, ale także optymalne narzędzie transportu lotniczego dla pomieszczeń mieszkalnych i biurowych.

Zastanawiasz się nad zakupem wentylatora odśrodkowego? A może zauważyłeś rozbieżność w zdemontowanym materiale? Zadawaj pytania i wyjaśniaj aspekty technologiczne w sekcji komentarzy.

A może zamontowałeś już taki wentylator w łazience? Czy jesteś zadowolony z jego pracy? Czy wybrałeś odpowiednią moc urządzenia do swojego pomieszczenia? Wyślij zdjęcie swojego fana i zostaw komentarz.