Вентилятор - основа будь-якої вентиляційної системи штучного типу. Прилад широко використовується в побуті і незамінний у багатьох сферах життєдіяльності людини. Плануючи покупку вентиляційного обладнання, необхідно розібратися в специфіці його пристрою і дії.
У представленій до ознайомлення статті докладно описані види вентиляторів, їх конструктивні особливості, принципи роботи і призначення кожного агрегату. Ми розповімо вам про пріоритетні напрямки вибору відповідної моделі. У нас ви дізнаєтесь, як підбирають пристрій в залежності від умов експлуатації.
Класифікація вентиляторів за основними параметрами
Вентилятори - механічні прилади, призначені для переміщення, подачі або відсмоктування повітряних і газових мас. Циркуляція повітря відбувається за рахунок різниці тисків між каналом входу і виходу вентиляційної установки.
Вентилятори використовуються повсюдно. Незамінні прилади при облаштуванні припливно-витяжної вентиляційного комплексу будівлі, охолодженні робочих елементів в кондиціонерах і пристроях обігріву.
Вентилятори розраховані на роботу з газами, ступінь стиснення яких не перевищує 1, 15. При цьому різниця показників тиску на вході / виході обмежена 15 кПа - при більшому показнику використовують компресор
Загальна класифікація вентиляційних установок базується на різних параметрах.
Серед основних критеріїв градації можна виділити:
- конструкція і принцип роботи пристрою;
- призначення і умови функціонування вентилятора;
- спосіб установки;
- методи з'єднання приладу з електродвигуном;
- технічні особливості: ступінь захисту IP, створюваний тиск, споживана потужність, частота обертання, ККД і рівень акустичного тиску.
За типом конструкції виділяють п'ять модифікацій вентиляторів: осьові, відцентрові, діагональні, діаметральні і безлопатеві.
Діагональні і діаметральні агрегати вважаються різновидом двох основних груп вентустановок: осьових і відцентрових. Принципово відрізняються від своїх побратимів нові безлопатеві вироби
Виходячи з умов експлуатації, розділяють наступні види газодувних машин:
- прилади загального використання;
- вентилятори особливого призначення.
До першої групи належать агрегати, розраховані на роботи з повітряними і неактивними газовими потоками, температура яких не перевищує + 50 ° С. Друга група включає спецобладнання: термостійкі, вибухозахищені, пилові, корозійно-стійкі та димовидаляючі.
За способом монтажу розрізняють:
- стандартні - установка здійснюється на опору;
- дахові - монтаж на покрівлі будинку;
- канальні - розміщуються всередині вентиляційного воздуховода;
- багатозональні - моделі, розраховані на приєднання до кількох повітряним каналам.
В якості приводу вентиляційної установки використовуються електродвигуни.
Можливо кілька способів зчіпки движка з крильчаткою:
- безпосереднє з'єднання;
- Кліноременная передача;
- бесступенчатая зчіпка.
Після визначення відповідного виду вентилятора підбираються модель з оптимальними технічними характеристиками.
В облік береться площа обслуговування, місце установки, допустимий рівень шуму, вологість приміщення, необхідність захисту приладу від потрапляння сторонніх предметів
Принцип роботи різних видів пристроїв
Основний критерій вибору вентилятора - його пристрій і принцип функціонування. Конструктивні особливості і технічні нюанси визначають ефективність приладу, рівень шуму, економічність роботи і можливість його застосування в певних умовах.
Більшість побутових вентиляторів відносяться до групи осьових пристроїв. Їх лопаті, з'єднані з робочою частиною, обертаються навколо центральної осі 
У групі осьових вентиляторів є самостійно наявні пристрої та прилади, що встановлюються в повітроводи 
У відцентрових вентиляторах робоче колесо обертається усередині корпусу, приводиться в рух мотором, розташованим зовні системи. Відцентрові пристрої в основному обслуговують промислові та комерційні об'єкти 
У числі побутових приладів є безлопатеві варіанти. За принципом дії вони відносяться до відцентровим, які по конструкції бувають з лопатями і без них
Осьової агрегат - класичний вентилятор
Осьової (аксіальний) вентилятор широко експлуатується в побутових вентиляційних системах приватних будинків, в витяжках санвузлів, в комплексних витяжних варинтах, як елемент охолодження різної техніки і електроніки, а також в аеродинамічних трубах і турбовентіляціонних двигунах в сфері авіації.
Конструкція моделей характеризується простотою виконання і малими габаритами. Основні елементи: циліндричний корпус, колесо з лопатями і привід. Внутрішній діаметр циліндра повинен забезпечувати безперешкодні обертів робочого колеса. Інтервал між лопатями і корпусом обмежується 1, 5% довжини обертається лопатки.
З метою зниження гідравлічних втрат і поліпшення аеродинамічних характеристик конструкцію доповнюють колектором, дифузором і обтічником з двох сторін робочого колеса
Принцип дії: обертові лопаті захоплюють повітря і виштовхують його уздовж осі крильчатки. Переміщення повітряних потоків в радіальному напрямку майже відсутня. Продуктивність обладнання регулюється поворотом лопаток.
Відмінні риси аксіальних моделей:
- не вимагають великої площі для установки;
- економне споживання електроенергії;
- низький рівень шуму;
- простота експлуатації і ремонту;
- невисока вартість.
Переваги роботи і використання осьових вентиляторів зумовили їх широку популярність в побуті. Масово застосовуються корпусні моделі для охолодження електроприладів і переносні аксіальні агрегати з гратами.
Для посилення повітрообміну в стінові прорізи та інші несучі конструкції встановлюються осьові вентилятори з настінного панеллю. Прилади здатні функціонувати в двох режимах: всмоктування і нагнітання повітря
Відцентрова модель - міцність і висока потужність
Відцентрові (радіальні) вентилятори високоефективні - агрегати здатні генерувати високі тиску і експлуатуватися в жорстких умовах. Конструкція обладнання включає наступні елементи.
Корпус. Кожух-дифузор виготовляється з листового металу клепати або звареним. Пустотіла корпус має спиралевидную форму равлики, в конструкції передбачені всмоктуючий і нагнітальний патрубки. Для додання жорсткості кожух посилюється ребрами або поперечними смугами.
Зверху «равлик» закривається додатковим коробом або обшивається шумопоглащающие панелями. Це необхідно для зниження шуму під час роботи вентиляційної установки
Робоче колесо. Лопатевий ротор складається з двох дисків, лопаток і маточини.
Конструкція колеса визначає умови використання вентилятора:
- бездискові - транспортування потоків з твердими складовими;
- однодискові - переміщення повітряних середовищ з малим вмістом твердих фракцій;
- дводискові - циркуляція чистих повітряних мас в різному діапазоні тисків;
- трьохдискове - забезпечення двостороннього всмоктування.
Кріплення колеса до валу відбувається за допомогою маточин. До дисків і маточини фіксуються лопаті.
Лопатки. Робочі характеристики і ефективність агрегату в цілому багато в чому залежать від форми лопатей:
- аеродинамічний крило - забезпечує безшумність, хороший показник продуктивності, стійкість приладу до високих температур;
- вигнуті назад - перешкоджають накопиченню пилу всередині вентилятора, підходять для експлуатації в середовищі з високим пригніченням;
- вигнуті вперед - вентилятори з «передніми» ребрами призначені для роботи з великим об'ємом повітря і високим тиском, відрізняються стійкістю до ерозії;
- радіальні - установки компактних розмірів з середньою ефективністю, направляючі ротора обробляються захисним складом від ерозії.
У колесах з «задніми» лопатями різниця показників статичного і повного тиску не велика, тому їх рівень ККД високий. Ефективність роботи досягає 80%.
Вперед загнуті лопаті створюють високу швидкість повітряного потоку на виході. Агрегат зберігає 60% ефективності. Плюс «передніх» лопаток - отримання потрібних параметрів при менших габаритах вентилятора
У відцентрових установках повітря надходить в осьовому напрямку, виштовхується - в радіальному. Повітряні маси під дією відцентрових сил рухаються в циліндричному корпусі.
Весь процес можна розбити на кілька етапів:
- При обертанні колеса повітря між простором лопаток спрямовується до краю ротора.
- Як наслідок, в центрі колеса утворюється зона з низьким тиском. Це призводить до всмоктування повітряних мас ззовні.
- У центрі камери потоки повітря змінюють напрямок з осьового на радіальне, вступаючи в відсіки між лопатями.
- За рахунок швидкого обертання повітряні маси спрямовуються до внутрішньої стінки корпусу.
- Кінетична енергія частково перетворюється в енергію стиснення і швидкість повітря знижується - всередині «равлики» збирається об'ємний повітряний потік і утворюється надлишковий тиск.
- Газоподібна маса спрямовується до вихідного патрубка, надходить в трубопровід, а далі - в робочу зону.
Відцентрові агрегати застосовуються в припливно-витяжних комплексах великих приміщень, гаражах, торгових центрах і будівель, де потрібна безперервна потужна вентиляція.
Радіальні установки використовуються на шкідливому виробництві для швидкого видалення забрудненого повітря. Наприклад, в дерево- або металообробних майстерень, в цехах для витяжки диму і шкідливих випарів
Діагональний - комбінація осьового і радіального вентилятора
Діагональна модель - синтез двох типів вентиляторів: осьового і відцентрового. Крильчатка приладу має особливу форму - будова робочого колеса нагадує пристрій барабана в радіальному вентиляторі. Лопатки крильчатки розташовані паралельно осі обертання.
Комбіновані вентилятори мають циліндричний корпус і зовні більше схожі на аксіальні моделі. Однак принцип роботи у них різний за рахунок конструктивних особливостей крильчатки. Повітря спочатку рухається вздовж осі, а потім змінює свій напрямок на 45 °.
За рахунок відцентрового нагнітання швидкість повітряного потоку зростає, а значить, підвищується і ефективність вентиляційної установки. Рівень ККД діагональних моделей досягає 80%
Головне достоїнство вентилятора змішаного типу - досягнення компромісних значень між шумовими характеристиками, продуктивністю і габаритами пристрою.
Найчастіше відцентрово-осьові агрегати застосовуються в якості канальних вентиляторів в невеликих і середніх вентиляційних системах з протяжними воздуховодами. Використовуються як витяжні установки і пріточнікі в напірних системах припливного типу.
Тангенціальна установка - рівномірність повітряного потоку
Тангенціальний (діаметральний) вентилятор складається з подовженого корпусу, оснащеного дифузором і патрубком, і робочого колеса барабанного типу з похилими лопатками. Здійснюється дворазове переміщення повітря перпендикулярно осі обертання циліндра.
Кожух діаметральної моделі нагадує корпус радіального вентилятора. Відмінність полягає в тому, що в тангенціальному агрегаті повітропровід розташований уздовж бічної панелі
Відмінні риси діаметральні приладів:
- високі аеродинамічні показники;
- здатність подачі рівномірного потоку;
- можливість розгортати вентилятор, вибираючи напрямок повітряного потоку;
- безшумність роботи;
- високий показник ККД - до 60-70%.
Сфера застосування: створення повітряних завіс, фанкойлів і використання в спліт-системах.
Безлопатева вентилятор - інноваційна технологія
Побутові безлопатеві вентилятори не так давно з'явилися на вітчизняному ринку вентиляційних систем. Їх принцип роботи кардинально відрізняється від розглянутих вище модифікацій.
Дія інноваційного приладу заснована на прагненні середовища до вирівнювання балансу між тисками зовні і всередині приладу, а також на технології «повітряного множника»
Складові приладу:
- рамка круглої або овальної форми, призначена для втягування і викиду повітряних мас;
- підставу для фіксації рамки;
- міні-турбіна, вмонтована в основу вентилятора;
- мотор.
Інноваційний вентилятор працює за таким принципом:
- Після включення мотора в дію приводиться турбіна.
- Обертаючись, турбіна затягує повітря через перфорації в корпусі підстави.
- Під впливом турбулентності повітря прискорюється в 15 разів і виходить крізь вихідні щілини, розташовані по периметру рамки.
Повітряні потоки огинають поверхню кільця, і спрямовуються в потрібному напрямку.
Завдяки аеродинамічним властивостям вентиляційного приладу в утворився повітряний потік втягується повітря з боку і позаду кільцевої рамки
У порівнянні з традиційними моделями вентилятори без лопатей мають ряд переваг:
- плавне регулювання інтенсивності повітряного потоку;
- зручність і абсолютна безпека використання;
- зміна напрямку повітря за рахунок регулювання положення кільця;
- ефективність роботи - витрата електроенергії на 20% менше в порівнянні з осьовими моделями.
Основні недоліки приладу: дорожнеча і високий рівень шуму.
Залежність від умов експлуатації
При виборі вентилятора важливо врахувати умови його використання. Для застосування в агресивному середовищі розроблені вузькоспеціалізовані установки.
Агрегати для використання в звичайних умовах
Вентилятори загального призначення виготовляються з вуглецевої сталі.
Прилади допустимі до установки при дотриманні обов'язкових умов експлуатації:
- вміст пилу в повітрі для радіальних агрегатів - не більш 0, 01 г / куб.м, для осьових приладів - до 0, 01 г / куб.м;
- температура робочого середовища - до + 50 ° С;
- відсутність в повітрі хімічно агресивних, вибухонебезпечних компонентів, волокон і липких частинок.
Газопароповітряних середовище не повинна провокувати прискорених корозійних процесів, допустима швидкість руйнування металу - 0, 1 мм на рік. Якщо температура експлуатації підвищується вище граничного значення, то погіршується робота двигуна, який зазвичай розташований в потоці переміщуються повітряних мас.
Існують сталеві теплостійкі вентилятори загального призначення. Максимальна температура переміщуваного складу - до + 200 ° С. Вітчизняні вироби маркуються буквами «Ж» і «Ж2»
Моделі загального призначення використовують в системах повітряного опалення та вентиляції громадських, житлових і виробничих будівель, а також для інших санітарно-технічних цілей.
Вентиляційні установки спеціального призначення
Вентилятори спецпризначення прийнято поділяти на п'ять груп:
- пилові;
- термостійкі;
- вибухозахищені;
- корозійностійкі;
- димовидаляючі.
Пилові агрегати застосовуються для очищення повітряних мас від пилу і частинок бруду: деревних і металевих тирси, зварювальних шлаків, зернових відходів. Потік повітря, проходячи через патрубки, змінює свій напрямок з осьового на радіальне. За рахунок відцентрової сили змінюється і швидкість повітряного потоку.
Пилові пристрої виготовляються з латуні, вуглецевої або нержавіючої сталі. Максимальна температура робочого середовища становить + 80 ° С. Існують моделі змішаного типу: пилові, вибухозахищені і термостійкі
Радіальні пилові вентилятори малої потужності встановлюються на автомобілях, що транспортують зернові склади. Прилади високого тиску використовуються в великих виробничих цехах.
Термостійкі агрегати призначені для переміщення повітря, температура якого перевищує + 80 ° С.
В силу жорстких умов експлуатації вентилятори повинні володіти особливими характеристиками:
- теплоізоляція електродвигуна і винос його за межі повітряного потоку;
- високий рівень захисту двигуна - IP44 і вище;
- виготовлення конструктивних елементів з жароміцних матеріалів (термостійкого поліаміду, алюмінієвого сплаву, нержавіючої або вуглецевої сталі);
- широкий діапазон робочих температур.
Жаростійкі вентилятори використовуються в облаштуванні вентсистеми лазень і саун, відведення високотемпературного витяжного повітря з каміна або печі, видалення продуктів горіння з виробничих місць.
Жароміцні агрегати можуть мати осьовий або радіальне виконання. Найчастіше високотемпературні вентилятори застосовують в вентканалах, але є модифікації, які монтуються без повітроводів
Вибухозахищене вентиляційне обладнання призначене для відводу вибухонебезпечних газових сумішей. До цієї категорії відносяться склади, в яких при загорянні найменшої частинки запалюється весь обсяг газу.
Вимоги до вибухобезпеки електрообладнання регламентовані директивами ATEX EC. Залежно від ступеня вибухонебезпечності зон вентиляційні установки можуть захищатися:
- кварцовим або масляним заповненням оболонок струмопровідних частин;
- герметизацією компаундом - полімерний матеріал;
- вибухонепроникними покриттями.
Матеріалом виготовлення колекторів входу, робочих коліс, корпусу служить нержавіюча сталь, алюмінієві сплави і групи різнорідних матеріалів: нержавіюча сталь-латунь, бронза, електропровідний пластик.
Різнорідні матеріали комбінуються таким чином, щоб при ударі або терті один об одного не могла виникнути іскра
Коррозиестойкие вентилятори призначені для транспортування агресивних невибухонебезпечних повітряно-газових сумішей з незначним вмістом пилу, а також відсутністю волокнистих і липких компонентів.
Матеріали виготовлення деталей приладу: титанові сплави, поліпропілен, вініпласт. Як варіант, робочі елементи напилюється антикорозійним покриттям - корозійностійкої сталлю марки 08Х13 або титановим сплавом.
Сфера застосування «протіворжавеющіх» вентиляторів:
- Чорна металургія;
- технологічні лінії з виробництва мінеральних добрив;
- виробництво вуглецю;
- подача повітря в котли з киплячим складом;
- організація циркуляції водяної пари з домішками фенолу, луги і сірководню;
- лінії коксохімічних комбінатів.
Вентилятори димовидалення - потужні вогнетривкі установки, що вбудовуються в систему вентиляції будівлі і працюють на видув диму з приміщення. До агрегатів пред'являються високі технічні вимоги.
У разі пожежі, вентилятор повинен безупинно функціонувати протягом 2-х годин при температурі видуває повітря до + 400 ° С. При підвищенні температури до + 600 ° С - до 1-ї години
Сфера застосування - системи протидимного вентиляції будівель різного призначення. «Димотяги» встановлюються на даху приміщення за допомогою монтажного фланця і приєднуються до димовидаляючих воздуховодам.
Залежно від конструкції вентилятора може здійснюватися дво- або чотирьохсторонній викид диму в горизонтальному або вертикальному напрямку. Передбачена можливість функціонування агрегатів в режимі загальнообмінної вентиляції будинку.
Типи вентиляторів за способом монтажу
Як було зазначено вище, за методом монтажу вентиляційні пристрої діляться на 4 групи: стандартні, дахові, канальні і багатозональні.
Звичайні вентилятори, як правило, йдуть в комплекті з опорною рамою або держателем. Їх монтаж не викликає яких-небудь складнощів.
Дахові агрегати встановлюються на покрівлі будівлі і виступають заключним ланкою вентиляційної системи будівлі. Такі вентилятори піддаються впливу негативних зовнішніх чинників (дощ, сніг, пориви вітру), тому виготовляються з особливо міцних матеріалів. Практично всі моделі оснащуються захисним конусом, який попереджає засмічення корпусу.
Покрівельні вентиляційні прилади працюють по осьового або відцентрового принципу. Перший варіант частіше використовують для звичайного середовища, а другий - для пилової і агресивної
При виборі дахового вентилятора враховують специфіку облаштовується приміщення. Наприклад, для дитячого саду, лікарні або школи підбирається модель з низьким рівнем шуму. Для виробничого цеху пріоритетом буде потужність обладнання.
Канальні вентиляційні установки розміщуються в вентканали і здійснюють витяжку і приплив повітря через систему повітропроводів. Конструкція канальних вентиляторів зазвичай діагонального або радіального типу, рідше - аксіального.
Вибір приладу здійснюється з прив'язкою до форми воздуховода. Випускаються агрегати для круглих, квадратних і прямокутних шахт.
Канальні квадратної або прямокутної форми виконуються з металу, круглі - з пластика. Металевий кожух зносостійкий і міцний, а пластиковий - менш галасливий
Багатозональні вентиляційні установки оснащені корпусом, що дозволяє під'єднати кілька всмоктувальних повітроводів, які виходять з різних зон. Такие вентиляторы незаменимы в помещениях, где требуется обустроить вытяжку в разных комнатах, а отводящий воздуховод всего один.
Многоканальные агрегаты позволяют оптимизировать комплекс воздуховодов, сократить капитальные расходы и трудоемкость работ по обустройству вентиляционной системы дома
Дополнительное преимущество – упрощение эксплуатации. Обслуживать необходимо один, а не несколько вентиляторов.
Разновидности бытовых вентиляционных моделей
Бытовые вентиляторы дополнительно классифицируются по месту установки.
Оконные. Прибор монтируется в форточку или стену возле окна, воздуховод отсутствует. Такое оборудование преимущественно используется в общественных заведениях: кафе, парикмахерских и т.д. Самостоятельная врезка в установленные ПВХ-окна проблематична.
Оконные вентиляторы производятся с круглым и квадратным профилем. Некоторые модели оснащаются обратным клапаном, препятствующим проникновению пыли вовнутрь жилья
Кухонные. Выводят пары и различные запахи, возникающие во время готовки. Вентилятор монтируется непосредственно в вытяжной зонт. Исходя из конструкции различают плоские, купольные и встроенные вытяжки. Кухонные вентиляторы должны быть жаропрочными и иметь внешнюю защитную сетку.
Оборудование для санузла. Для повышения эффективности вытяжной вентиляции туалета и ванной комнаты используются накладные настенные и потолочные вентиляторы. Компактные агрегаты экономичны и просты в установке.
Внутренняя часть корпуса помещается в вентканал, а наружная выступает и закрывается вентиляционной решеткой. В ванной комнате целесообразно использовать вентилятор с гидродатчиком
Независимо от типа выбранного вентилятора, особое внимание следует уделить маркировке прибора, а именно – степени защиты IP. Стандарт IP характеризует защищенность оборудования в не агрессивной среде.
Первая цифра имеет значение в диапазоне 0-6 и указывает на уровень защищенности от проникновения посторонних предметов, пыли и контакта с руками
Уровень защиты от попадания вовнутрь корпуса влаги указывает вторая цифра маркировки.
Высока вероятность проникновения воды в приборы со значением «0». Они допустимы к установке только в «сухих» помещениях. Наивысшая степень защиты «8» гарантирует сохранность вентилятора при полном погружении в воду
Висновки і корисне відео по темі
Відео # 1. Принцип работы и конкурентные преимущества безлопастного вентилятора:
Відео # 2. Устройство центробежного вентилятора ВЦУН:
Відео # 3. Конструкция канального вентилятора круглой формы:
Модельное исполнение и технико-эксплуатационные характеристики вентиляторов позволяют подобрать оптимальное оборудование, как для бытового, так и промышленного применения. Конструкции вентиляционных установок постоянно совершенствуются, подстраиваясь под потребности покупателей.
Появились вопросы в процессе ознакомления со статьей? Хотите сообщить о полезных в выборе оборудования нюансах? Пишите, пожалуйста, комментарии в блоке, расположенном ниже.