Крышные вентиляторы

Вентиляторы крышные радиальные

Крышные вентиляторы предназначены для установки на крыше и удаления воздуха из помещений непосредственно через крышу или через крышу и систему воздуховодов на стороне всасывания. Крышные вентиляторы — это вентилято­ры, имеющие свободный выход потока. Они устанавливаются на специальном пьедестале (строительный стакан или конструкция типа стакана) на крыше зда­ния. В качестве крышных вентиляторов используются обычно осевые вентиля­торы или радиальные вентиляторы с назад загнутыми лопатками.

Радиальные вентиляторы со спиральным корпусом, как правило, не применяются в качестве крышных, т. к. они (особенно с загнутыми вперед лопатками) имеют значи­тельный скоростной напор на выходе из вентилятора, который при свободном выходе потока полностью теряется. Большой скоростной напор необходим толь­ко в тех случаях, когда с помощью мощной струи надо увести вытяжной воздух (или смесь газов) вверх, подальше от крыши.

Рабочая точка крышного вентиля­тора определяется точно так же, как и для любого другого вентилятора, — как точка пересечения характеристики вентилятора с характеристикой сети. Если сеть на входе отсутствует, то рабочей точкой будет крайняя правая точка характе­ристики вентилятора: производительность в ней соответствует нулевому стати­ческому давлению вентилятора (рис. 4.60).

В ряде случаев крышные радиальные вентиляторы могут использоваться с сетями с большим аэродинамическим сопротивлением. Тогда крышный вен­тилятор подбирается по аэродинамическому сопротивлению сети. Надо только помнить, что, поскольку вентилятор имеет свободный выход, аэродинамиче­ской характеристикой вентилятора является зависимость статического давле­ния от производительности.

Типы крышных вентиляторов

Существуют два типа радиальных крышных вентиляторов обычного испол­нения:

• вентиляторы с радиальным (веерным) выбросом;

• вентиляторы с факельным выбросом.

Вентилятор с радиальным (веерным) выбросом (рис. 4.61 а) — это вентиля­тор со свободно вращающимся радиальным колесом, у которого поток вы­брасывается в радиальном направлении. У вентиляторов такого типа ради­альная скорость потока на выходе затухает с расстоянием очень быстро, поэтому удаляемый воздух не выбрасывается далеко от колеса. Вентиляторы с факельным выбросом (рис. 4.61 6) — это вентиляторы, очень похожие на ка­нальные прямоточные, у них поток выбрасывается в осевом направлении вверх. И в тех и в других вентиляторах используются рабочие колеса с назад загнутыми лопатками.

Поскольку крышные вентиляторы находятся снаружи зданий, то они должны быть максимально защищены от воздействий внешней среды и при этом должны сохранять работоспособность. Схема воздействия на вентилятор приведена на рис. 4.62. Суще­ствует несколько особенностей работы крышных вентиляторов.

Работоспособность крышного вентилятора

Одним из важнейших факторов, влияющих на рабо­тоспособность крышных вен­тиляторов, является температура окружающего воздуха и ее су­точные перепады. В большин­стве крышных вентиляторов электродвигатель находится в условиях окружающей среды и в нерабочем состоянии прини­мает температуру окружающей среды. При низких отрицатель­ных температурах запуск элек­тродвигателя происходит на хо­лодном воздухе, и в случае, если в воздуховодах перемещается также холодный воздух, для его перемещения необходима уве­личенная мощность из-за воз­росшей плотности воздуха. Кро­ме того, при низких температурах наружного воздуха густеет смазка в подшипниках электродви­гателя (повышается ее вязкость).

По этим причинам при включе­нии вентилятора при низких от­рицательных температурах дви­гатель крышного вентилятора испытывает повышенные на­грузки и потребляет повышен­ные пусковые токи по сравне­нию с запуском при нормальной температуре. Именно поэтому, в частности в отечественных вентиляторах, электродвигатели имеют соответствующий запас мощности. Если же температура наружного воздуха опускается ниже —45 °С, то с формальной точки зрения использовать обыч­ные двигатели серии АИР нель­зя, поскольку по техническим условиям они предназначены для работы при температурах выше -45 °С. При таких низких температурах целесообразно применять двигате­ли специального исполнения.

Предотвращение выхода теплого воздуха. Для предотвращения выброса теплого воздуха обычно устанавливают обратный клапан. Как правило, его раз­мещают на входе в вентилятор. В этом случае электродвигатель находится в хо­лодном воздухе. Так как клапан не является герметичным, то возможно образо­вание льда в кольцевом зазоре между створками клапана (рис. 4.62) и стенкой канала, в котором он установлен. Кроме того, потенциально опасно образование льда в узком кольцевом зазоре между входным коллектором и передним диском рабочего колеса. Этот лед при запуске электродвигателя может воспрепятство­вать его вращению, и двигатель выйдет из строя.

Следующей проблемой являются атмосферные осадки (рис. 4.62). Высота стакана должна быть такой, чтобы исключить занос вентилятора снегом. Крышный вентилятор не должен допускать попадание осадков внутрь помещения че­рез всасывающую шахту вентилятора.

Обычно это обеспечивается:

• установкой колпака соответствующего размера (который является принад­лежностью вентилятора), препятствующего прямому попаданию внутрь вен­тилятора атмосферных осадков;

• отводом влаги с основания вентилятора (имеется в виду основание, с помо­щью которого вентилятор устанавливается на стакан, на нем под рабочим ко­лесом может скапливаться влага), что должно быть предусмотрено в кон­струкции вентилятора;

• установкой поддона внутри шахты под вентилятором для отвода конденсата (поддон не является принадлежностью вентилятора).

Следует отметить, что далеко не все вентиляторы, в том числе и производи­мые российскими предприятиями, имеют конструктивные элементы, обеспечи­вающие соответствующую защиту.

Конденсация влаги на обратном клапане. Поскольку в большинстве случаев обратный клапан устанавливается перед входом вентилятора, холодный воздух при неработающем вентиляторе проникает к обратному клапану и на его вну­тренней, теплой стороне возможно образование конденсата, который стекает в поддон. При значительной отрицательной температуре воздуха на внутренней поверхности обратного клапана возможно образование льда, который может пре­пятствовать открыванию клапана при включении вентилятора.

Защита от птиц и других внешних воздействий.

Защита крышных вентиляторов от внешних воздействий?

Поскольку вентилятор стоит на крыше, его рабочее колесо обязательно со всех сторон закрывают защитной сеткой или защитной решеткой (прозрачной для потока воздуха), чтобы исклю­чить попадание в рабочее колесо птиц. Кроме того, это защищает персонал, пе­риодически обслуживающий вентилятор.

Исторически сложилось так, что в России используются в основном венти­ляторы с веерным выбросом, которые имеют определенную защиту от внешних воздействий (колпак). Вентиляторы с факельным выбросом (обычно это им­портные вентиляторы), на наш взгляд, требуют квалифицированной оценки возможности применения в зимних условиях. В таких вентиляторах, если грани­ца между теплым внутренним и холодным наружным воздухом проходит по от­крывающейся части крыши, надо быть уверенным, что при возможном образовании льда на крыше она откроется при включении вентилятора.

Если же вентилятор с факельным выбросом скомпонован из вентилятора с веерным вы­бросом за счет установки вокруг него цилиндрической обечайки, направляющей поток вверх, то в зимнее время надо периодически контролировать свободу вы­хода потока из вентилятора.

Шум крышного вентилятора

Шум крышного вентилятора включает две составляющие: шум, распростра­няющийся из входного отверстия вентилятора внутрь здания, и шум, распро­страняющийся из выхода вентилятора в окружающее пространство. Обе эти со­ставляющие описываются звуковыми мощностями. Часто бывает, что крышный вентилятор устанавливают на более низком здании, чем расположенное рядом с ним. В таких случаях очень важен шум, распространяющийся из выходного от­верстия вентилятора в окружающее пространство. Для его снижения (при заданных аэродинамических параметрах вентилятора) можно, во-первых, правильно выбрать аэродинамическую схему вентилятора, во-вторых, макси­мально уменьшить аэродинамическое сопротивление системы воздуховодов, в-третьих, использовать шумозащитные экраны вокруг вентилятора.

Кроме шума существенную роль могут играть вибрации крышного вентиля­тора, поскольку полностью отбалансировать ротор вентилятора очень сложно и остаточные вибрации (в пределах норм) всегда имеют место. Крышный венти­лятор обычно ставится на бетонное или металлическое основание (стакан), и не­обходимо предотвратить прямой контакт металлической конструкции вентиля­тора с бетонной или металлической конструкцией основания. Поэтому крышные вентиляторы малых номеров крепят на основание через мягкие прокладки, а вентиляторы больших номеров устанавливают на виброизоляторы.

Как правило, вентиляционные сети для крышных вентиляторов проектируют­ся с небольшим аэродинамическим сопротивлением, что обусловлено схемой их применения. Кроме того, если в вентилируемом помещении в зоне вытяжки температура выше, чем снаружи, то работе крышного вентилятора помогает до­полнительный гравитационный напор. Поэтому основная задача разработки крышного вентилятора состоит в получении максимальной производительности при технически разумных минимальных габаритах вентилятора.