Radiální ventilátor: specifika zařízení a princip činnosti zařízení

S rozvojem průmyslového sektoru si velké množství technologických procesů vyžádalo nucený přívod vzduchu.Stranou nezůstal ani sektor domácností. Některé typy komunikací vyžadují pravidelný přísun čerstvého vzduchu.

Elegantním řešením tohoto problému byl odstředivý ventilátor, který je schopen autonomně čerpat potřebné množství vzduchové hmoty. Ale jak je to navrženo a jak to funguje? Právě tyto otázky podrobně prozkoumáme v našem článku.

Podívejme se na konstrukční vlastnosti zařízení, jeho možnosti, rozsah použití a nejlepší výrobce, jejichž produkty jsou prezentovány na trhu. Poskytneme také doporučení pro výběr vhodného modelu ventilátoru.

Podstata čerpání a ředění vzduchu ventilátorem

Ventilátor je mechanická konstrukce, která je schopna zpracovat proud směsi plynu a vzduchu zvýšením její specifické energie pro následný pohyb.

Tato architektura jednotky umožňuje vytvořit efekt vstřikování nebo ředění pracovního plynu v prostoru prostřednictvím zvýšení nebo snížení tlaku (mechanismus přeměny energie).

Tlak plynu je chápán jako nekonečný proces chaotického pohybu molekul plynu, které narážejí na stěny uzavřeného prostoru a vytvářejí na ně tlak.

Čím vyšší je tedy rychlost těchto molekul, tím více nárazů a vyšší tlak. Tlak plynu je jednou z hlavních charakteristik plynu.

Na druhou stranu má každý plyn další dva parametry: objem a teplotu. Objem je množství prostoru vyplněného plynem. Teplota plynu je termodynamická charakteristika, která souvisí s rychlostí molekul a tlakem, který vytvářejí.

Tyto „tři pilíře“ jsou založeny na molekulární kinetické teorii, která je základem pro popis všech procesů spojených se zpracováním plynů a směsí plynů.

Proces vstřikování je nucená koncentrace molekul v omezeném prostoru za určitou normou. Například obecně uznávaný tlak vzduchu na zemském povrchu je přibližně 100 kPa (10⁵ kilo pascalů) nebo 760 mm Hg. Umění. (milimetrů rtuti).

S rostoucí nadmořskou výškou nad zemským povrchem klesá tlak a vzduch se stává řidším.

Atmosférický tlak je hmotnost sloupce vzduchu vzhledem k povrchu, nad kterým se nachází. Ne hmotnost, ale hmotnost P=mg. Měřeno barometrem, ostatní typy tlaku jsou určeny manometrem

Rarefakce je obrácený proces čerpání, během kterého molekuly opouštějí uzavřený systém. Objem zůstává stejný, ale počet molekul výrazně klesá, proto se snižuje tlak.

Čerpací efekt je nezbytný k vynucení pohybu vzduchu. Je možné pohybovat vzduchem prostřednictvím efektu zředění: pro obnovení rovnováhy tlaku v celém systému se molekuly pohybují z koncentrovanější oblasti molekul do méně koncentrované.

Takto se pohybují molekuly plynu.

K určení rychlosti proudění vzduchu vně nebo uvnitř budovy se často používá speciální nástroj - anemometr. Nepostradatelné zařízení pro navrhování ventilačních systémů

Existuje celá řada uspořádání ventilačních systémů, ale lze je rozdělit do několika tříd podle určitých parametrů:

1. Po domluvě. Existují ventilátory pro všeobecné a speciální účely. Ventilátory se používají pro normální pohyb plynu. Speciální ventilátory se používají pro pneumatickou dopravu, dopravu agresivních a výbušných směsí plynů.
2. Podle rychlosti. Existují kola s lopatkami s nízkou, střední a vysokou specifickou rychlostí otáčení.
3. Podle tlakového rozsahu. Jsou známy systémy pro generování nízkého (do 1 kPa), středního (1–3 kPa), vysokého (více než 3 kPa) tlaku.

Některé průmyslové a domácí procesy využívající dmychadla probíhají v extrémních podmínkách prostředí, proto jsou na zařízení kladeny odpovídající požadavky.

Můžeme tedy hovořit o jednotkách odolných proti prachu, vlhkosti, teplu, korozi, jiskrově a zařízení na odvod kouře a konvenčních ventilátorech.

Informace o typech ventilátorů jsou podrobně rozebrány v jiném náš článek.

Konstrukce odstředivého ventilátoru

Odstředivý konstrukční systém je čerpací mechanismus s radiální architekturou, který je schopen generovat tlak libovolného rozsahu.

Určeno pro přepravu jednoatomových a víceatomových plynů včetně chemicky „agresivních“ sloučenin.

Konstrukce je „obalena“ kovovým/plastovým pouzdrem, které se nazývá ochranné pouzdro. Plášť chrání vnitřní komoru před prachem, vlhkostí a dalšími látkami, které mohou negativně ovlivnit provoz jednotky.

Vysoce kvalitní ventilační výrobek má vždy určitou třídu ochrany. Stupeň ochrany pláště (Ingress Protection) je jednotný mezinárodní standard kvality výrobků, který určuje úroveň ochrany zařízení před vlivy prostředí.

Radiální ventilátor vyvíjí výrazně vyšší tlak než axiální verze. To je způsobeno komunikací části vzduchu vstupujícího do bubnu s energií generovanou během přechodu ze vstupu na výstup systému.

Mechanismus je poháněn elektromotorem nebo spalovacím motorem (typické pro průmyslové ventilátory). Nejběžnější metodou je elektromotor, který otáčí hřídel s oběžným kolem.

Existuje několik známých možností přenosu rotačního pohybu z motoru na oběžné kolo:

• elastická spojka;
• převod klínovým řemenem;
• plynulá převodovka (hydraulická nebo indukční kluzná spojka).

Vzhledem k existenci velkého množství výrobních společností, které vytvářejí unikátní systémy s nejrůznějšími dynamickými parametry, mají spotřebitelé k dispozici poměrně širokou škálu ventilátorů.

Kryt má dva hlavní kanály: vstupní a výstupní. Směs plynů vstupuje do prvního kanálu, pohybuje se do komory, tam se zpracovává a poté vystupuje do druhého

V důsledku intenzivní práce vývojářů máme pro tyto stroje širokou škálu aplikací, včetně:

• ventilační a topné systémy v soukromých a vícepodlažních budovách;
• přívod a čištění vzduchu pro nebytové budovy;
• filtrační systémy v zemědělství;
• realizace technologických procesů v lehkém a těžkém průmyslu různých směrů.

Existují také možnosti použití dmychadel v systémech pro potlačení požáru a ultrarychlá výměna vzduchu ve stísněných prostorách.

Takové ventilátory pracují s vysokoteplotními směsmi plynů, což ukládá výrobcům povinnost zahrnout do technické dokumentace informace o souladu jejich zařízení s mezinárodními normami.

Osvědčená a jednoduchá konstrukce odstředivého mechanismu má řadu jasných výhod:

• vysoká spolehlivost a nepřekonatelný výkon;
• snadnost a dostupnost údržby zařízení;
• bezpečnost integrace a provozu jednotek;
• minimální náklady na energetické zdroje a opravy v případě poruchy.

Dmychadla mají navíc dosti nízký práh hluku, což umožňuje jejich použití v domácích podmínkách.Radiální ventilátory mají také mimořádně dlouhou životnost díky absenci přímého kontaktu pracovních částí mechanismu v pracovní komoře.

Vlastnosti provozního cyklu zařízení

Podívejme se na obecný princip činnosti odstředivého dmychadla s radiální konstrukcí. Všimněte si, že odborníci rozlišují dvě hlavní konstrukce ventilátorů: s axiálním a radiálním umístěním vstupu, do kterého je nasáván proud vzduchu.

To ovlivňuje především možnost instalace ventilátoru do systému a nemá prakticky žádný vliv na celkový výkon.

Radiální ventilátor může pracovat jak s obyčejným vzduchem, který odebírá z prostoru, tak s proudícím vzduchem, který prochází vzduchovodem (efekt vyrovnávání ploch s různými tlaky)

Axiální vstup je typický pro objemová dmychadla pro všeobecné použití. Radiální umístění vstupního otvoru je typické pro hlavní dmychadla.

Během první fáze provozního cyklu ventilátoru proudí vzduch na povrch rychle rotujícího oběžného kola. Lopatky oběžného kola rozdělují vzduch na malé objemy, které se pohybují uvnitř pracovní komory.

Zde se hromadí vzduchová hmota, to znamená, že vzduchová hmota je přímo stlačena do malého objemu.

Samotný design těla jednotky má své vlastní charakteristiky.

Jsou známy dva nejběžnější tvary trupu:

• zaoblený;
• spirála.

Zaoblený tvar krytu je typický pro ventilátory, které pohybují obrovské množství vzduchu v krátké době procesu. A spirálový tvar je vlastní ventilátorům, které navíc stlačují objem vzduchu a vytvářejí střední a vysoký tlak.

Ve druhém stupni je do pracovní komory čerpán vzduch. Jak je známo, při konstantním objemu s nárůstem celkové hmotnosti molekul plynu roste počet srážek molekul, a proto se zvyšuje jejich rychlost. V důsledku toho se také zvyšuje tlak plynu.

Tvar a počet lopatek jsou velmi důležité. Všechny možnosti oběžného kola jsou bez výjimky testovány v aerodynamických tunelech, aby se určily optimální provozní podmínky

V konečné fázi je stlačený plyn odváděn z pracovní komory do výstupu. Poté vzduch prochází do centrálního vzduchového kanálu a pohybuje se v naznačeném směru.

Proces ředění probíhá přesně naopak. Vzduch je odebírán ze vzduchovodu nebo stísněného prostoru, kde je třeba vytvořit vzácnou oblast a vypouštět do prostředí nebo jiného stísněného prostoru.

Specifikace odstředivého ventilátoru

Kompresorové systémy se vyznačují řadou konstrukčních a dynamických rozdílů, které je třeba vzít v úvahu při jejich výběru a implementaci do ventilačního systému.

Specifikace zahrnují:

• konstrukce samotného dmychadla;
• typ motoru;
• Ovládací blok;
• umístění oběžného kola a přenos rotačního pohybu od motoru;
• úhel umístění vstupního a výstupního potrubí;
• materiál, ze kterého jsou díly výrobku vyrobeny, jeho rozměry a hmotnost.

Odborníci také dbají na shodu výrobků s mezinárodními normami: normy ISO/IEC a GOST, označení IP, směrnice ATEX atd.

Dynamické vlastnosti zahrnují technické parametry výkonu dmychadla: generovaný tlak a koeficient tlakové ztráty, otáčky a maximální průtoková teplota, otáčky hřídele a hladina akustického tlaku, účinnost a výkon motoru

Výstupní tlak je maximální hodnota, kterou je ventilátor schopen vytvořit při provozu v nominálním režimu.

P_proti =P_sv + P_dv,

Kde: P_proti - celkový tlak, P_sv - statický tlak, P_dv — dynamický tlak.

Diferenční koeficient - rozdíl mezi vstupním a generovaným tlakem (bar).

Objemový průtok vzduchu je množství směsi plynů, které se pohybuje za jednotku času (produktivita). Obvykle se počítá v m³/h pro tuzemské výrobce, litr/min pro zahraniční.

Frekvence otáčení je počet plných otáček oběžného kola za jednotku času. Počítáno v ks/s nebo Hz. Je třeba mít na paměti, že úroveň zatížení vzduchového ventilátoru by neměla překročit 75 % maxima.

Při dlouhodobé práci v režimu přetížení s vysokou rychlostí otáčení se ventilátor přehřívá a může rychle selhat. Tento proces však lze řídit jeho řízením podle vlastního uvážení. K čemu se používá? regulátor otáček fanoušek

Akustický tlak je hladina hluku od rotujících částí a vzduchového tření mezi kovy. Měřeno ve vzdálenosti 3 metry od zdroje při maximální zátěži. Při výběru trvale běžícího ventilátoru je třeba počítat s hlučností.

Většina zařízení je vybavena tlumiči hluku a hluku na pozadí. Normy hluku: ne více než 50 dBa pro domácí prostory a ne více než 75 dBa pro průmyslové prostory

Jedním ze zařízení s nepatrnou hladinou hluku je bezlopatkový ventilátor.

Účinnost ventilátoru je součinem následujících tří koeficientů:

• ztráty v proudění vzduchu;
• netěsnosti mezerami v konstrukci;
• mechanická účinnost produktu.

U odstředivých ventilátorů je celková účinnost v rozmezí od 0,7 do 0,85, u axiálních (kanálových) ventilátorů - ne více než 0,95. Při výběru radiálního ventilátoru je nutné vzít v úvahu bezpečnostní faktor elektromotoru 1,2. To znamená, že zvolte výkon elektromotoru o 20 % vyšší, než je požadováno.

Výkon motoru ventilátoru je určen vzorcem:

N = (Q*P)/(102*3600*účinnost),

Kde: Q — produktivita (objemový průtok vzduchu), P - generovaný tlak.

Výběr ventilátoru dle požadavků

Proces výběru ventilačního zařízení pro průmyslové zařízení (dílna, hangár) je poměrně zajímavý a složitý proces, který musí provádět odborník. Vlastnosti větrání průmyslových prostor v detailu recenzováno zde.

Pro běžné byty i soukromé domy již existují hotová řešení. V obecném případě (pro 2-3pokojový byt) máme následující architekturu ventilačního systému:

• v obytných místnostech jsou instalovány ventilátory, jejichž počet závisí na velikosti prostor a počtu obyvatel;
• výfukové vyústky jsou integrovány v kuchyni a koupelně plus jsou položeny vzduchovody do vzduchotechnické jednotky.

Radiální ventilátor obsahuje řídící jednotku, filtrační systém pro čištění vzduchu, elektromotor a samotný radiální ventilátor.

Pro výše uvedený ventilační systém jsou vhodné nástěnné ventilátory řady CF od firmy Vents o objemu až 120 m3.³/hodina

Současný trh s ventilačními zařízeními představuje široká škála zahraničních firem: 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 těchto společností budou vynikajícím řešením pro problémy s ventilací jakéhokoli rozsahu.

Domácí značky Vents, Elkom, Domovent a Veza jim nejsou v kvalitě výroby a spolehlivosti zařízení horší. Máte-li jakékoli pochybnosti o správnosti provedených výpočtů nebo výběru konkrétního modelu, doporučujeme kontaktovat službu podpory kterékoli ze společností.

Jste-li vlastníkem soukromé 1-2 podlažní budovy, průmyslového nebo komerčního objektu obdobné oblasti (restaurace, sklad, jídelna, kavárna, kancelář), musíte při výběru vybavení zohlednit objem prostor, resp. rychlost výměny vzduchu, délka a průřez hlavních potrubí.

Úkoly větrání a odvodu kouře hravě zvládnou vícezónová dmychadla nebo střešní ventilátory řady KROM od firmy Veza, ventilátory řady VN od firmy Vents a další

Určitě věnujte pozornost doplňkové funkčnosti radiálních ventilátorů a možnosti integrace do nejrůznějších klimatizačních systémů.

Radiální dmychadla tak mohou být vybavena pomocnými komponenty:

• nastavitelné časovače a intervalové spínače, fotosenzory a detektory vlhkosti;
• regulátory rychlosti a indikátory stavu;
• snímače přetížení elektromotoru a nedostatku elektrického napájení;
• pružinové tlumiče vibrací nebo pryžové izolátory vibrací.

Pokud je ventilátor umístěn uvnitř bytu nebo domu, lze jej zakrýt odnímatelným předním dekorativním panelem z hliníku nebo plastu s přihlédnutím k interiéru místnosti.

Pro mnoho uživatelů je důležitým kritériem při výběru ventilátoru hlučnost. Hledáte tichý ventilátor do vaší koupelny? Doporučujeme se s hodnocením seznámit tiché fanoušky.

Závěry a užitečné video k tématu

V následujícím videu specialisté Elcom jasně hovoří o odstředivých ventilátorech:

Níže je vynikající příklad instalace domácího ventilátoru v koupelně:

Další možnost instalace nízkoenergetického domácího ventilátoru v bytě:

Klasický radiální ventilátor je výsledkem dlouholetých zkušeností s konstrukcí a výrobou vzduchotechnických zařízení. Jedná se nejen o vynikající řešení pro průmysl, ale také o optimální nástroj letecké dopravy pro obytné a kancelářské prostory.

Uvažujete o pořízení radiálního ventilátoru? Nebo jste si všimli nesrovnalosti v rozebraném materiálu? Zeptejte se na své otázky a objasněte technologické aspekty v sekci komentářů.

Nebo jste možná již nainstalovali takový ventilátor v koupelně? Jste s jeho prací spokojeni? Zvolili jste správný výkon zařízení pro váš pokoj? Pošlete fotku svého fanouška a zanechte komentáře.