Что такое система вентиляции?

Основное назначение вентиляторов и систем вентиляции — это обеспечение необходимого воздухо­обмена в помещениях жилых, общественных и промышленных зданий для соз­дания воздушной среды, благоприятной для здоровья и трудовой деятельности человека либо соответствующей требованиям технологического процесса. Основным узлом системы вентиляции является вентилятор.

Вентиляционные системы — это совокупность технических устройств, обеспечи­вающих воздухообмен с соответствующей обработкой перемещаемой среды. По­будителем движения воздуха в вентиляционных системах с принудительным воздухообменом является вентилятор.

Что такое вентилятор?

Вентилятор — это лопаточная машина, преобразующая кинетическую энергию вращающегося рабочего колеса в кине­тическую и потенциальную энергии перемещаемого объема воздуха (или другого газа). Вентиляторы используются во всевозможных технологических процессах для перемещения не только воздуха, но и других газов, в том числе и с повышен­ными температурами, например для удаления горячих дымовых газов на тепло­вых станциях. Кроме того, вентиляторы применяются для перемещения вместе с воздухом пылевидных твердых фракций, в пневмотранспорте, во многих дру­гих специальных случаях.

Типы вентиляторов

Существуют разные типы вентиляторов, из которых наиболее часто встреча­ются осевые, радиальные, диаметральные и вихревые. Далее будут изложены основные сведения по вентиляторам этих типов.

Радиальные и осевые вентиляторы условно делятся на вентиляторы общего на­значения и специального исполнения (ГОСТ 5976, ГОСТ 11442). К вентиляторам общего назначения относятся вентиляторы, предназначенные для перемещения воздуха и других газовых смесей, агрессивность которых по отношению к углеро­дистым сталям обыкновенного качества не выше агрессивности воздуха с темпе­ратурой до 80—100 °С (40—45 °С для осевых с электродвигателем, расположен­ным в проточной части), не содержащих липких веществ, волокнистых материалов, с содержанием пыли и других твердых примесей не более 100 мг/м3 (10 мг/м3 для осевых с электродвигателем, расположенным в проточной части). К вентилято­рам специального исполнения относятся вентиляторы взрывозащищенные, коррозионно-стойкие, пылевые, для перемещения воздуха с более высокими тем­пературами, узкоспециализированные (дымососы, шахтные, струйные и т. д.).

Как правило, давление, развиваемое вентиляторами, работающими в венти­ляционных системах общего применения, не превышает 2000 Па. В специальных технологических системах вентиляции может возникать потребность в вен­тиляторах с давлениями до 10000 Па и более. Рассмотрим вкратце особенности вентиляторов указанных типов.

Осевые вентиляторы

Осевые вентиляторы условно разделяются на вентиляторы общего назначе­ния и специального исполнения. К вентиляторам общего назначения относятся вентиляторы для вентиляционных систем: вентиляторы с цилиндрическим и плоским корпусом, крышные вентиляторы, — а к вентиляторам специального исполнения — вентиляторы дымоудаления, для подпора свежего воздуха в си­стемах дымоудаления, шахтные, струйные и т. д. Как правило, давление осевых вентиляторов общего назначения не превышает 1 500 Па, а производительность ограничена 150000 м3.

Осевой вентилятор

В качестве примера на рис. 2.1 при­веден осевой вентилятор общего на­значения, имеющий цилиндрический корпус, рабочее колесо диаметром /) с втулкой диаметром с1кт Привод коле­са осуществляется электродвигателем, установленным за колесом в аэроди­намической тени втулки. Воздух вхо­дит и выходит из корпуса вентилятора вдоль оси вращения колеса, поэтому вентилятор носит название осевой.

Радиальный вентилятор

Радиальные вентиляторы условно разделяются на вентиляторы общего на­значения и специального исполнения. К вентиляторам общего назначения от­носятся вентиляторы для вентиляцион­ных систем: вентиляторы со спираль­ными корпусами, канальные, крышные и т. д., а специального исполнения — вентиляторы дымоудаления, дымососы, шахтные, пылевые и т. д.

Вентиляторы общего назначения также подразделяются по развиваемо­му давлению:

•   низкого давления — до 1000 Па;

•   среднего давления — от 1000 до 3000 Па;

•   высокого давления — свыше 3000 и до 20000 Па.

Радиальный вентилятор

На рис. 2.2 показан радиальный вентилятор общего назначения, име­ющий спиральный корпус, рабочее колесо диаметром О. Привод вентилятора осуществляется электродвигателем, установленным вне корпуса (на рисунке не показан). Воздух входит в вентиля­тор вдоль оси вращения колеса, затем выходит в радиальном направлении (крышный вентилятор), перпендикулярно входу (спиральный корпус) или по оси вращения колеса (прямоточный канальный вентилятор).

Диаметральный вентилятор

Диаметральные вентиляторы в основном являются узкоспециализированны­ми и используются в специальном технологическом оборудовании, в воздушных завесах, внутренних блоках кондиционеров, нагревателях воздуха и т. д.

Диаметральный вентилятор

В каче­стве примера на рис. 2.3 приведен диаметральный вентилятор, имеющий корпус, рабочее колесо диаметром Д длиной /. Привод вентилятора осуществляется электродвигателем, установленным вне корпуса (на рисунке не показан). Поток воздуха входит через входное отверстие, затем проходит через колесо в диамет­ральном направлении и выходит с противоположной стороны (отсюда и его название). Угол между входом и выходом у может составлять 90—180° (на рис. 2.3 приведен диаметральный вентилятор с углом у=90°). Особенностью диаме­трального вентилятора является то, что его производительность может быть увеличена за счет увеличения длины колеса (существуют только технологи­ческие ограничения).

Вихревой вентилятор

Вихревые вентиляторы использу­ются крайне редко в вентиляционных системах, основное применение они нашли в специальных технологиче­ских установках благодаря большому развиваемому давлению, вплоть до (20—30) • 103 Па (при относительно небольшой производительности).

Схема центробежного вихревого вентилятора
Схема центробежного вихревого вентилятора

На рис. 2.4 представлена схема вих­ревого вентилятора. Вентилятор имеет корпус, в котором установлено рабочее колесо диаметром Д вращающееся в ра­бочем канале (вихревой камере). Воздух входит во всасывающий канал и выхо­дит через нагнетательный канал, между которыми находится перегородка/разделитель. В рабочем канале происходит сложное вихревое движение воздуха (от­сюда и название вентилятора).

Вентилятор должен обеспечивать перемещение заданного секундного объема воздуха по заданной вентиляци­онной сети с преодолением аэродинамических сопротивлений всех элементов, составляющих вентиляционную сеть. На заданные параметры (производительность и давление) может быть подобрано множество различных вентиляторов, каждый из которых будет иметь характерные особенности, задача же проектировщика — выбрать оптимальный вариант.

Вентиляторы характеризуются следующими основными параметрами: про­изводительностью, развиваемым давлением, потребляемой мощностью, коэф­фициентом полезного действия, частотой вращения, уровнями излучаемого шума, характерными размерами и т.д. Немаловажными при подборе вентилято­ра являются удобство компоновки, внешний вид, стоимость, наличие на складе (в магазине) и сроки поставки, надежность в работе и соответствие заявленных параметров реальным. От выбора типа вентилятора и соответствия поставлен­ной задаче зависят его габариты, потребляемая мощность, технические характе­ристики, а также шум и некоторые другие свойства вентиляционной системы. Часть из перечисленных параметров являются независимыми, между некоторы­ми существуют очевидные или скрытые зависимости.

Для побора производительности вентилятора для вентиляционной системы или кухонного вытяжного зонта воспользуйтесь онлайн калькулятором.