Tipus de ventiladors: classificació, finalitat i principi de funcionament

El ventilador és la base de qualsevol sistema de ventilació artificial. El dispositiu s'utilitza àmpliament a la vida quotidiana i és indispensable en moltes àrees de l'activitat humana.Quan planifiqueu la compra d'equips de ventilació, heu d'entendre les característiques del seu disseny i funcionament.

L'article presentat per a la seva revisió descriu amb detall els tipus de ventiladors, les seves característiques de disseny, els principis de funcionament i la finalitat de cada unitat. T'informarem de les àrees prioritàries per triar el model adequat. Aquí aprendràs a seleccionar un dispositiu en funció de les condicions de funcionament.

Classificació dels ventiladors segons paràmetres bàsics

Els ventiladors són dispositius mecànics dissenyats per moure, subministrar o extreure aire i masses de gas. La circulació d'aire es produeix a causa de la diferència de pressió entre els canals d'entrada i sortida de la unitat de ventilació.

Els ventiladors s'utilitzen a tot arreu. Aparells imprescindibles a l'hora d'arranjar complex de ventilació de subministrament i extracció edificis, elements de treball de bufat en aparells d'aire condicionat i calefacció.

Els ventiladors estan dissenyats per treballar amb gasos la relació de compressió dels quals no supera 1,15. Al mateix temps, la diferència d'indicadors de pressió a l'entrada/sortida es limita a 15 kPa; per a un valor més gran, s'utilitza un compressor.

La classificació general de les unitats de ventilació es basa en diferents paràmetres.

Entre els principals criteris de gradació es troben:

• disseny i principi de funcionament del dispositiu;
• finalitat i condicions de funcionament del ventilador;
• mètode d'instal·lació;
• mètodes per connectar el dispositiu al motor elèctric;
• característiques tècniques: grau de protecció IP, pressió generada, consum d'energia, velocitat de rotació, eficiència i nivell de pressió acústica.

Segons el tipus de disseny, hi ha cinc modificacions de ventiladors: axial, centrífug, diagonal, diametral i sense pales.

Les unitats diagonals i diametrals es consideren una variació de dos grups principals d'unitats de ventilació: axials i centrífugues. Els nous productes sense fulles són fonamentalment diferents dels seus homòlegs

En funció de les condicions de funcionament, es divideixen els següents tipus de màquines de bufat de gas:

• aparells d'ús general;
• ventiladors per a finalitats especials.

El primer grup inclou unitats dissenyades per treballar amb fluxos d'aire i gas inactiu, la temperatura dels quals no supera els +50 °C. El segon grup inclou equips especials: resistent a la calor, a prova d'explosió, a prova de pols, resistent a la corrosió i eliminació de fum.

Segons el mètode d'instal·lació, es distingeixen:

• estàndard: la instal·lació es realitza sobre un suport;
• sostre - instal·lació al terrat d'un edifici;
• conducte: col·locat dins del conducte de ventilació;
• multizona: models dissenyats per a la connexió a diversos canals d'aire.

Els motors elèctrics s'utilitzen per accionar la unitat de ventilació.

Hi ha diverses maneres possibles d'acoblar el motor a l'impulsor:

• connexió directa;
• transmissió per corretja en V;
• enganxament continu.

Després de determinar el tipus de ventilador adequat, es selecciona un model amb característiques tècniques òptimes.

Es tenen en compte l'àrea de servei, la ubicació d'instal·lació, el nivell de soroll admissible, la humitat de l'habitació i la necessitat de protegir el dispositiu d'objectes estranys.

El principi de funcionament dels diferents tipus de dispositius

El criteri principal per triar un ventilador és el seu disseny i principi de funcionament. Les característiques del disseny i els matisos tècnics determinen l'eficiència del dispositiu, el nivell de soroll, l'eficiència operativa i la possibilitat d'utilitzar-lo en determinades condicions.

Unitat axial - ventilador clàssic

El ventilador axial (axial) s'utilitza àmpliament a la llar sistemes de ventilació de cases particulars, en campanes de bany, en campanes d'escapament complexes, com a element de refrigeració de diversos equips i electrònica, així com en túnels de vent i motors de turboventilació en l'àmbit de l'aviació.

El disseny dels models es caracteritza per la simplicitat d'execució i les petites dimensions. Elements principals: cos cilíndric, roda amb fulles i tracció.El diàmetre intern del cilindre ha de garantir la rotació sense obstacles de l'impulsor. L'espai entre les fulles i la carcassa està limitat a l'1,5% de la longitud de la fulla giratòria.

Per tal de reduir les pèrdues hidràuliques i millorar les característiques aerodinàmiques, el disseny es complementa amb un col·lector, difusor i carenat a banda i banda de l'impulsor.

Principi de funcionament: les pales giratòries capturen l'aire i l'empenyen al llarg de l'eix de l'impulsor. Gairebé no hi ha moviment dels fluxos d'aire en direcció radial. El rendiment de l'equip es regula girant les fulles.

Característiques distintives dels models axials:

• no requereix una gran àrea per a la instal·lació;
• consum econòmic d'energia;
• baix nivell de soroll;
• facilitat d'operació i reparació;
• baix cost.

Els avantatges del funcionament i l'ús de ventiladors axials han donat lloc a la seva àmplia popularitat a la vida quotidiana. Els models de caixa per a la refrigeració d'aparells elèctrics i les unitats axials portàtils amb reixes s'utilitzen àmpliament.

Per millorar l'intercanvi d'aire, s'instal·len ventiladors axials amb un panell de paret a les obertures de la paret i altres estructures de suport. Els dispositius poden funcionar de dues maneres: aspiració d'aire i injecció d'aire

Model centrífug: força i alta potència

Els ventiladors centrífugs (radials) són molt eficients: les unitats són capaços de generar altes pressions i funcionar en condicions dures. El disseny de l'equip inclou els següents elements.

Marc. La carcassa del difusor està feta de xapa reblada o soldada. El cos buit té la forma d'espiral d'un cargol; el disseny inclou tubs d'aspiració i descàrrega. Per afegir rigidesa, la carcassa està reforçada amb nervadures o ratlles transversals.

La part superior del "caragol" es tanca amb una caixa addicional o es folra amb panells que absorbeixen el soroll. Això és necessari per reduir el soroll durant el funcionament de la unitat de ventilació.

Roda de treball. El rotor de paletes consta de dos discs, pales i un cub.

El disseny de la roda determina les condicions per utilitzar el ventilador:

• sense disc: transport de fluxos amb components sòlids;
• disc únic: moviment de mitjans d'aire amb un baix contingut de fraccions sòlides;
• doble disc: circulació de masses d'aire net en diferents rangs de pressió;
• de tres discos: proporciona una succió bidireccional.

La roda s'uneix a l'eix mitjançant hubs. Les fulles es fixen als discos i als cubs.

Omòplats. Les característiques de rendiment i l'eficiència de la unitat en el seu conjunt depenen en gran mesura de la forma de les fulles:

• Ala aerodinàmica: garanteix silenci, bon rendiment i resistència del dispositiu a altes temperatures;
• corbat cap enrere: evita l'acumulació de pols dins del ventilador, adequat per al seu ús en entorns amb alta opressió;
• corbat cap endavant: els ventiladors amb aletes "frontals" estan dissenyats per treballar amb grans volums d'aire i alta pressió i són resistents a l'erosió;
• radial - instal·lacions de mida compacta amb eficiència mitjana, les guies del rotor estan tractades amb un compost protector contra l'erosió.

A les rodes amb fulles "darrers", la diferència entre pressió estàtica i total no és gran, per la qual cosa el seu nivell d'eficiència és alt. L'eficiència operativa arriba al 80%.

Les fulles corbades cap endavant creen un flux d'aire elevat a la sortida. La unitat manté una eficiència del 60%. L'avantatge de les pales "frontals" és que els paràmetres requerits s'obtenen amb dimensions de ventilador més petites

A les instal·lacions centrífugues, l'aire entra en sentit axial i s'expulsa en sentit radial. Les masses d'aire es mouen sota la influència de les forces centrífugues en un cos cilíndric.

Tot el procés es pot dividir en diverses etapes:

1. Quan la roda gira, l'aire entre l'espai de les pales es dirigeix ​​​​a la vora del rotor.
2. Com a resultat, es forma una zona de baixa pressió al centre de la roda. Això condueix a l'absorció de masses d'aire de l'exterior.
3. Al centre de la cambra, els fluxos d'aire canvien de direcció d'axial a radial, entrant als compartiments entre les pales.
4. A causa de la ràpida rotació, les masses d'aire es dirigeixen a la paret interior de l'habitatge.
5. L'energia cinètica es converteix parcialment en energia de compressió i la velocitat de l'aire disminueix: un flux d'aire volumètric s'acumula dins del "caragol" i es forma un excés de pressió.
6. La massa gasosa es dirigeix ​​​​a la canonada de sortida, entra a la canonada i després a la zona de treball.

Les unitats centrífugues s'utilitzen en sistemes de subministrament i evacuació de grans locals, garatges, centres comercials i edificis on es requereix una ventilació potent contínua.

Les unitats radials s'utilitzen en indústries perilloses per eliminar ràpidament l'aire contaminat. Per exemple, en tallers de fusta o metall, en tallers de fums esgotadors i fums nocius

Diagonal: una combinació de ventiladors axials i radials

El model diagonal és una síntesi de dos tipus de ventiladors: axials i centrífugs. L'impulsor del dispositiu té una forma especial: l'estructura de l'impulsor s'assembla a l'estructura d'un tambor en un ventilador radial. Les pales de l'impulsor es troben paral·leles a l'eix de rotació.

Els ventiladors combinats tenen un cos cilíndric i són més semblants en aparença als models axials.Tanmateix, el seu principi de funcionament és diferent a causa de les característiques de disseny de l'impulsor. L'aire es mou primer al llarg de l'eix i després canvia la seva direcció 45°.

A causa de la injecció centrífuga, la velocitat del flux d'aire augmenta, la qual cosa significa que augmenta l'eficiència de la unitat de ventilació. El nivell d'eficiència dels models diagonals arriba al 80%

El principal avantatge d'un ventilador de tipus mixt és aconseguir un compromís entre les característiques de soroll, el rendiment i les dimensions del dispositiu.

Molt sovint, s'utilitzen unitats centrífugues-axials com a ventiladors de conductes en sistemes de ventilació de mida petita i mitjana amb conductes d'aire llargs. S'utilitzen com a unitats d'escapament i entrades en sistemes de pressió de tipus subministrament.

Instal·lació tangencial - flux d'aire uniforme

Un ventilador tangencial (diametral) consta d'una carcassa allargada equipada amb un difusor i broquet, i un impulsor tipus tambor amb pales inclinades. L'aire es mou dues vegades perpendicularment a l'eix de rotació del cilindre.

La carcassa del model diametral s'assembla a la carcassa d'un ventilador radial. La diferència és que en una unitat tangencial el conducte d'aire es troba al llarg del panell lateral

Característiques distintives dels dispositius diametrals:

• alt rendiment aerodinàmic;
• capacitat de subministrar un flux uniforme;
• la capacitat de girar el ventilador, escollint la direcció del flux d'aire;
• funcionament silenciós;
• taxa d'alta eficiència - fins al 60-70%.

Àmbit d'aplicació: creació de cortines d'aire, unitats fan coil i ús en sistemes split.

Ventilador sense aspes: tecnologia innovadora

Els ventiladors domèstics sense aspes han aparegut recentment al mercat nacional de sistemes de ventilació.El seu principi de funcionament és radicalment diferent de les modificacions comentades anteriorment.

L'acció de l'innovador dispositiu es basa en el desig de l'entorn per igualar l'equilibri entre les pressions exteriors i interiors del dispositiu, així com en la tecnologia "multiplicador d'aire"

Components del dispositiu:

• un marc rodó o oval dissenyat per atraure i expulsar masses d'aire;
• base per fixar el marc;
• mini-turbina muntada a la base del ventilador;
• motor.

El ventilador innovador funciona segons el principi següent:

1. Després d'encendre el motor, la turbina s'activa.
2. A mesura que la turbina gira, extreu aire a través de les perforacions de la carcassa base.
3. Sota la influència de la turbulència, l'aire s'accelera 15 vegades i surt per les ranures de sortida situades al llarg del perímetre del marc.

Els corrents d'aire es dobleguen al voltant de la superfície de l'anell i corren en la direcció desitjada.

A causa de les propietats aerodinàmiques del dispositiu de ventilació, l'aire des del costat i darrere del marc anular entra al flux d'aire resultant.

En comparació amb els models tradicionals ventiladors sense pales tenen una sèrie d'avantatges:

• ajust suau de la intensitat del flux d'aire;
• comoditat i seguretat absoluta d'ús;
• canviar la direcció de l'aire ajustant la posició de l'anell;
• eficiència operativa: el consum d'energia és un 20% menys en comparació amb els models axials.

Els principals desavantatges del dispositiu: alt cost i alt nivell de soroll.

Dependència de les condicions de funcionament

En triar un ventilador, és important tenir en compte les condicions del seu ús. S'han desenvolupat instal·lacions altament especialitzades per al seu ús en entorns agressius.

Unitats d'ús normal

Els ventiladors d'ús general estan fets d'acer al carboni.

Els dispositius es poden instal·lar subjectes a les condicions de funcionament obligatòries:

• contingut de pols a l'aire per a unitats radials - no més de 0,01 g/cub.m, per a dispositius axials - fins a 0,01 g/cub.m;
• temperatura ambient de treball - fins a +50 ° C;
• absència de components químicament agressius, explosius, fibres i partícules enganxoses a l'aire.

L'entorn gas-vapor-aire no hauria de provocar processos de corrosió accelerats; la taxa de destrucció del metall admissible és de 0,1 mm per any. Si la temperatura de funcionament augmenta per sobre del valor límit, el funcionament del motor, que normalment es troba en el flux de masses d'aire en moviment, es deteriora.

Hi ha ventiladors d'acer resistents a la calor per a propòsits generals. La temperatura màxima del tren transportat és de fins a +200 °C. Els productes nacionals estan marcats amb les lletres "Zh" i "Zh2"

Els models d'ús general s'utilitzen en sistemes calefacció d'aire i ventilació d'edificis públics, residencials i industrials, així com per a altres finalitats sanitàries i tècniques.

Unitats de ventilació especials

Els ventiladors per a propòsits especials solen dividir-se en cinc grups:

• polsós;
• Resistent al calor;
• a prova d'explosions;
• resistent a la corrosió;
• extractors de fum.

Les unitats de pols s'utilitzen per netejar masses d'aire de pols i partícules de brutícia: serradures de fusta i metall, escòries de soldadura, residus de gra. El flux d'aire, que passa pels broquets, canvia la seva direcció d'axial a radial. A causa de la força centrífuga, la velocitat del flux d'aire també canvia.

Els dispositius de pols estan fets de llautó, acer al carboni o acer inoxidable. La temperatura màxima de l'entorn de treball és de +80 °C. Hi ha models de tipus mixt: a prova de pols, a prova d'explosió i resistent a la calor

Els ventiladors radials de pols de baixa potència s'instal·len als vehicles que transporten composicions de gra. Els dispositius d'alta pressió s'utilitzen en grans tallers de producció.

Les unitats resistents a la calor estan dissenyades per moure aire la temperatura del qual superi els +80 °C.

A causa de les dures condicions de funcionament, els ventiladors han de tenir característiques especials:

• aïllament tèrmic del motor elèctric i la seva eliminació fora del flux d'aire;
• alt nivell de protecció del motor: IP44 i superior;
• producció d'elements estructurals a partir de materials resistents a la calor (poliamida resistent a la calor, aliatge d'alumini, acer inoxidable o al carboni);
• àmplia gamma de temperatures de funcionament.

Els ventiladors resistents a la calor s'utilitzen en el mobiliari sistemes de ventilació de bany i saunes, eliminació de l'aire d'escapament d'alta temperatura d'una llar de foc o estufa, eliminació de productes de combustió de les zones de producció.

Les unitats resistents a la calor poden tenir un disseny axial o radial. Molt sovint, els ventiladors d'alta temperatura s'utilitzen en conductes de ventilació, però hi ha modificacions que es munten sense conductes d'aire.

Els equips de ventilació a prova d'explosió estan dissenyats per eliminar les mescles de gasos explosius. Aquesta categoria inclou composicions en què quan s'encén la partícula més mínima, s'encén tot el volum restant de gas.

Els requisits de seguretat contra les explosions per als equips elèctrics estan regulats per les directives ATEX EC. Segons el grau de perill d'explosió de la zona, les unitats de ventilació es poden protegir amb:

• farciment de quars o oli de les closques de les peces conductores;
• segellat amb un material compost - polímer;
• recobriments a prova d'explosió.

Els materials utilitzats per fabricar col·lectors d'entrada, impulsors i carcasses són acer inoxidable, aliatges d'alumini i grups de materials diferents: acer inoxidable-llautó, bronze, plàstic conductor de l'electricitat.

Els materials diferents es combinen de manera que no es produeixi cap espurna en colpejar o fregar entre si

Els ventiladors resistents a la corrosió estan dissenyats per transportar mescles aire-gas agressives i no explosives amb baix contingut de pols i absència de components fibrosos i enganxosos.

Materials per a la fabricació de peces del dispositiu: aliatges de titani, polipropilè, plàstic de vinil. Com a opció, els elements de treball es ruixen amb un recobriment anticorrosió: acer resistent a la corrosió de grau 08Х13 o aliatge de titani.

Àmbit d'aplicació dels ventiladors "anti-oxidació":

• metal·lúrgia ferrosa;
• línies tecnològiques per a la producció d'adobs minerals;
• producció de carboni;
• subministrament d'aire a calderes amb composició en ebullició;
• organització de la circulació del vapor d'aigua amb impureses de fenol, àlcali i sulfur d'hidrogen;
• línies de plantes de coc.

Els ventiladors d'extracció de fum són potents unitats ignífugues que s'incorporen al sistema de ventilació d'un edifici i treballen per expulsar el fum de l'habitació. Les unitats estan subjectes a alts requisits tècnics.

En cas d'incendi, el ventilador ha de funcionar contínuament durant 2 hores a una temperatura de l'aire bufat de fins a +400 °C. Quan la temperatura puja a +600 °C, fins a 1 hora

Àmbit d'aplicació: sistemes de ventilació de fums per a edificis amb finalitats diverses. Els "aspiradors de fum" s'instal·len al sostre de l'habitació mitjançant una brida de muntatge i es connecten a conductes d'escapament de fum.

Segons el disseny del ventilador, l'emissió de fum de dues o quatre vies es pot dur a terme en direcció horitzontal o vertical. És possible operar les unitats en el mode de ventilació general de la casa.

Tipus de ventiladors per mètode d'instal·lació

Com s'ha indicat anteriorment, segons el mètode d'instal·lació, els dispositius de ventilació es divideixen en 4 grups: estàndard, sostre, conducte i multizona.

Els ventiladors convencionals solen venir complets amb un marc de suport o suport. La seva instal·lació no causa cap dificultat.

Les unitats de coberta s'instal·len al terrat d'un edifici i actuen com a enllaç final del sistema de ventilació de l'edifici. Aquests ventiladors estan exposats a factors externs negatius (pluja, neu, ratxes de vent), de manera que estan fets de materials especialment duradors. Gairebé tots els models estan equipats amb un con protector per evitar l'obstrucció de la carcassa.

Els dispositius de ventilació del sostre funcionen segons un principi axial o centrífug. La primera opció s'utilitza més sovint per a entorns normals, i la segona, per a entorns polsosos i agressius.

Quan escolliu un ventilador de sostre, tingueu en compte les característiques de l'habitació que s'està equipant. Per exemple, es selecciona un model amb un nivell de soroll baix per a una llar d'infants, hospital o escola. Per a un taller de producció, la prioritat serà la potència de l'equip.

Les unitats de ventilació de conductes es col·loquen en conductes de ventilació i proporcionen sortida i subministrament d'aire a través del sistema de conductes d'aire. El disseny dels ventiladors de conductes sol ser de tipus diagonal o radial, menys sovint - axial.

L'elecció del dispositiu es realitza en relació a la forma del conducte d'aire. Les unitats es produeixen per a eixos rodons, quadrats i rectangulars.

Els ventiladors de conductes rectangulars o quadrats estan fets de metall, els ventiladors rodons són de plàstic.La carcassa metàl·lica és resistent al desgast i duradora, i la carcassa de plàstic és menys sorollosa

Les unitats de ventilació multizona estan equipades amb una carcassa que permet la connexió de diversos conductes d'aspiració d'aire que provenen de diferents zones. Aquests ventiladors són indispensables a les habitacions on cal instal·lar una campana a diferents habitacions, però només hi ha un conducte d'escapament.

Les unitats multicanal us permeten optimitzar el complex de conductes d'aire, reduir els costos de capital i la intensitat laboral del treball per organitzar el sistema de ventilació d'una casa

Un avantatge addicional és la facilitat d'ús. Cal donar servei a un ventilador, no a diversos.

Varietats de models de ventilació domèstica

Els ventiladors domèstics es classifiquen a més segons la seva ubicació d'instal·lació.

Finestra. El dispositiu està muntat en una finestra o paret prop d'una finestra; no hi ha conducte d'aire. Aquests equips s'utilitzen principalment en institucions públiques: cafeteries, perruqueries, etc. La instal·lació independent a les finestres de PVC instal·lades és problemàtica.

Els ventiladors de finestres es fabriquen amb perfils rodons i quadrats. Alguns models estan equipats amb una vàlvula de retenció que evita que la pols entri a la llar

Cuina. Elimina els fums i les diferents olors que sorgeixen durant la cocció. El ventilador està muntat directament a la campana d'escapament. Segons el disseny, hi ha campanes planes, de cúpula i integrades. Els ventiladors de cuina han de ser resistents a la calor i tenir una malla de protecció externa.

Equipament de bany. Per augmentar l'eficiència de l'escapament ventilació de lavabo i bany S'utilitzen ventiladors de sostre i de paret. Les unitats compactes són econòmiques i fàcils d'instal·lar.

La part interior de l'habitatge es col·loca al conducte de ventilació, i la part exterior sobresurt i està coberta amb una reixa de ventilació. Al bany s'aconsella utilitzar un ventilador amb sensor hidràulic

Independentment del tipus de ventilador escollit, s'ha de prestar especial atenció al marcatge del dispositiu, és a dir, el grau de protecció IP. L'estàndard IP caracteritza la seguretat dels equips en un entorn no agressiu.

El primer dígit té un valor entre 0 i 6 i indica el nivell de protecció contra la penetració d'objectes estranys, la pols i el contacte amb les mans

El nivell de protecció contra l'entrada d'humitat a l'interior de la carcassa s'indica amb el segon dígit de la marca.

Hi ha una alta probabilitat de penetració d'aigua als dispositius amb un valor de "0". Només es poden instal·lar en habitacions "seques". El més alt grau de protecció "8" garanteix la seguretat del ventilador quan està completament immers en l'aigua

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Vídeo #1. Principi de funcionament i avantatges competitius d'un ventilador sense aspes:

Vídeo #2. Disseny del ventilador centrífug VTsUN:

Vídeo #3. Disseny de ventilador de conducte rodó:

El disseny del model i les característiques tècniques i operatives dels ventiladors ens permeten seleccionar l'equip òptim tant per a ús domèstic com industrial. Els dissenys de les unitats de ventilació estan en constant millora, adaptant-se a les necessitats dels clients.

Teniu alguna pregunta mentre llegiu l'article? Vols informar-nos sobre matisos útils en l'elecció d'equips? Escriu comentaris al bloc següent.