Виды вентиляторов — классификация, принцип работы, отличительные особенности.

Вентилятор – основной элемент вентиляционных систем. Его используют практически везде, где требуется поддержание заданного микроклимата, отвод дыма, различных газов и других помещениях. Вентиляторы отличаются конструкцией, техническими характеристиками и назначением. При конструировании систем вентилирования необходимо учитывать все перечисленные критерии, т.к. даже габариты устройства влияют на возможности применения в конкретном случае.

Классификация вентиляторов

Вентилятор представляет собой прибор, предназначенный для перемещения воздушных масс (при подаче или отводе воздуха и т.д.). Циркуляция газообразных веществ происходит за счет разности давлений между входным и выходным каналом вентиляции. Результат работы вентиляторов всегда один, но они отличаются принципом действия. Существует несколько вариантов классификации, с учетом конструктивных и иных особенностей.

Основные критерии:

1. Принцип функционирования устройства.
2. Назначение и условия эксплуатации.
3. Способ монтажа в приточно-вытяжную систему.
4. Вариант подключения к электроприводу.
5. Технические характеристики.

Последняя группа включает целый перечень следующих критериев – класс защиты IP, потребление, электрические характеристики, уровень создаваемого давления, акустическое давление и т.д. Конструктивно выделяют 5 основных типов: это осевые, центробежные, диагональные, тангенциальные и безлопастные. По рабочим условиям всего 2 типа: общего и особого назначения. Во второй группе есть более узкие подкатегории: пыле-, термо-, коррозионностойких, взрывозащищенных и т.д.

По особенностям монтажа выпускают:

• стандартные;
• крышные;
• многозональные;
• канальные.

Существует 3 основных способа сопряжения вращающегося механизма с электродвигателем. Есть модели вентиляторов с прямым соединением, клиноременной передачей и бесступенчатой сцепкой. При проектировании принудительной вытяжки или приточной вентиляции обычно указывают все перечисленные критерии. Точнее подбирают оборудование, с конкретными характеристиками, под объект, где планируется его установка.

Принцип работы разных видов вентиляторов

Основа выбора вентилятора – конструкция и принцип работы механизма. Они определяют уровень шумности , эффективность, назначение устройства.

Осевой

Осевые или аксиальные вентиляторы – бытовой вариант прибора. Его можно увидеть в вытяжках домов в санузлах, ванных комнатах, на кухнях.

Такой же тип конструкции устанавливают на охлаждение в компьютерах, иной электронике, применяют в аэродинамических трубах, турбовентиляционных двигателях, устанавливаемых на авиатехнику.

Особенности осевых вентиляторов:

1. Простая конструкция и небольшие габариты корпуса.
2. Относительно малое потребление и низкий уровень шума.
3. Невысокая стоимость устройства.

Принцип работы: крыльчатка при вращении захватывают воздух и выталкивают его вдоль оси. В радиальном направлении движущиеся потоки практически отсутствуют. Производительность легко изменить при помощи угла поворота лопаток.

Центробежный

Центробежные или радиальные вентиляторы – механизм, способный создавать высокое давление и выдерживающий эксплуатацию в сложных условиях. Корпус таких устройств изготавливают из листового металла. Воздух всасывается и извлекается из него при помощи специальных патрубков. Конструкцию выполняют жесткой, в том числе за счет установки дополнительных ребер.

Конструктивные отличия:

1. Бездисковые – прибор способен транспортировать потоки с твердыми составляющими.
2. Однодисковые – изделие предназначено для работы с малозагрязненным воздухом.
3. Двухдисковые – функционируют только с чистым воздухом, позволяют менять давление в широком диапазоне.
4. Трехдисковые – аналогично двухдисковым, но имеют режим двухстороннего всасывания.

На шумность, еще ряд эксплуатационные характеристик влияет размер и форма лопаток. Их делают, например, в виде аэродинамического крыла. Такие модели бесшумны, производительны и хорошо выдерживают повышенные температуры.

Еще выпускают модификации лопаток:

• Изогнуты назад – препятствуют накоплению пыли внутри корпуса, актуальны для работы в среде с высоким угнетением.

• Изогнуты вперед – предназначены для передачи больших объемов воздуха, с повышенным давлением, с высокими рисками эрозии.

• Радиальные – компактные модели вентиляторов со средней эффективностью.

Принцип работы отличается от осевых. В центробежных установках воздух засасывается вдоль оси, но выталкивается уже в радиальном направлении. Здесь используется действие центробежных сил, откуда и пошло название установок. Такие агрегаты актуальны для торговых центров, гаражей, где требуется непрерывная мощная вентиляция.

Диагональный

Диагональные вентиляторы – комбинированный тип устройств, конструктивно включающий черты осевых и центробежных. Крыльчатка в них выполняется в виде барабана, а лопасти располагаются параллельно оси вращения. Модификация выполнена в цилиндрическом корпусе. За счет разницы в конструкции воздух перемещается вдоль оси механизма, но потом изменяет направление на 45º.

Особенности:

1. Механизм обладает компромиссным сочетанием шумности, производительности.
2. Габариты устройства меньше центробежных, но больше осевых вентиляторов.
3. Модификация хорошо подходит для протяженных воздуховодов.

Сфера применения – небольшие и средние вентиляционные комплексы. Модель актуальна как для вытяжных систем, так и для принудительного нагнетания воздуха внутрь помещений.

Тангенциальный

Тангенциальные или диаметральные вентиляторы – модификация вытяжных устройств с корпусом удлиненного типа. В нем устанавливают механизм с диффузором и патрубком, рабочим колесом в виде барабана с наклонными лопатками.

Особенности:

1. Высокий показатель КПД, достигает 60-70%.
2. Бесшумная работа, качественная аэродинамика.
3. Мощный и равномерный воздушный поток.
4. Возможность изменения его направления

При перемещении воздуха масса перемещается перпендикулярно оси вращения дважды. Области применения тангенциальных вентиляторов – создание воздушных завес, сплит-системы, чиллер-фанкойлы и т.п.

Безлопастной

Безлопастные вентиляторы – устройства с принципиально новым принципом работы. Перемещение воздушных масс в них осуществляется при помощи турбины, которая увеличивает их скорость до 15 раз. По сравнению с классическими моделями модификация «без лопастей» позволяет плавно регулировать интенсивность потока, изменять его направление.

Энергопотребление ниже до 20%, чем у осевых моделей. Конструкция удобная и безопасная, но на данном этапе относительно дорогая. Еще ее отличает относительно высокий уровень шума.

Классификация по условиям эксплуатации

Помимо принципа работы и конструкции, рекомендуется учитывать условия эксплуатации. Так, для агрессивных сред разрабатывают отдельные модификации, обладающие необходимыми свойствами для длительной безремонтной работы.

Вентиляторы для обычных условий эксплуатации

Модели общего назначения изготавливают из углеродистых марок стали. Их используют в системах вентиляции, воздушного отопления жилых, административных, промышленных зданий.

Типовые условия эксплуатации:

1. Содержание пыли в воздухе – не более 0,01 г/куб. м.
2. Температура рабочей среды – не более +50℃.
3. Склонность вызывать коррозию – не более 0,1 мм в год.

Запрещено наличие в воздухе взрывоопасных составляющих, волокон, липких частиц, химически агрессивных веществ. При нарушении условий существенно снижается эффективность.

Вентиляторы специального назначения

Вентиляторы спецназначения классифицируют исходя из особенностей эксплуатации: запыление, повышенная температура, риски взрыва, сильного задымления, высокая скорость коррозии. Если требуется очищать воздушные массы от пыли, опилок, сварочных шлаков, зерновых отходов, нужно ставить пылевую модификацию устройства. Когда необходима большая мощность, берут модели с центробежной конструкцией. Радиальные актуальны для сфер, где достаточно малой мощности.

Термостойкие вентиляторы работают при температурах свыше +80℃. Их особенности:

1. Высокий уровень защиты, IP44 и выше.
2. Эффективный отвод тепла от электродвигателя.
3. Применение жаростойких материалов.

Такие модели актуальны для вентиляционных систем бань, саун, для вытяжки воздуха из каминов и печей, для удаления продуктов горения из промышленных цехов. Если воздушная среда содержит агрессивные вещества, нужно устанавливать коррозионностойкие модификации. Их изготавливают из титановых сплавов, винипласта, полипропилена. Рабочие элементы нередко выполняют из стали мерки 08Х13 и т.п.

Наиболее универсальны – вентиляторы систем дымоудаления. Им приходится работать в сложных условиях, т.к. выводимые массы одновременно имеют высокую температуру, довольно агрессивные и даже абразивные составляющие. В зависимости от конструкции возможен выброс дыма как в вертикальном или горизонтальном направлении.

Классификация вентиляторов по принципу монтажа

По методу монтажа устройства классифицируют на 4 категории: стандартные, крышные, канальные и многозональные. Первый тип обычно предполагает установку на опорную раму или держатель. В монтаже практически отсутствуют какие-либо сложности. Второй предназначен для установки на кровлю здания. Такие модели лучше защищены от атмосферных явлений (дождь, снег, ветер и пр.). При выборе крышного вентилятора рекомендуется учитывать объект.

Например, для учебных или медицинских заведений чаще покупают малошумные модификации. В промышленном помещении преимуществом будет повышенная мощность. Пусть даже «в ущерб» уровню шума. Если в здании предусмотрены вентиляционные каналы, лучше ставить канальный вентилятор. Он обеспечит вытяжку и/или приток воздуха в систему. Модель подбирается исходя из формы воздуховода. Выпускаются приборы для круглых, прямоугольных, квадратных шахт.

Многозональные вентиляционные системы позволяют подключить сразу несколько воздуховодов, приходящих из разных помещений одного здания. Они актуальны для объектов, где необходимо организовать контроль микроклимата одновременно в нескольких комнатах, но канал для отвода воздушных масс всего один. Такой подход упрощает проектирование, строительство, обслуживание и ремонт оборудования.

Разновидности вентиляторов для бытового применения

Вентиляторы, применяемые в быту, принято классифицировать по месту монтажа.

Популярные:

1. Оконный. Врезают в оконный проем (форточка, часть рамы) или в стену рядом с окном. Воздуховод отсутствует. Сферы применения: общепит, парикмахерские и пр.
2. Кухонный. Предназначен для удаления из помещения паров и запахов. Монтируют модели в вытяжку, расположенную над зоной готовки.
3. Санитарный. Повышает эффективность вентиляции в туалете, ванной комнате. Они простые и компактные. Выпускают настенные и потолочные вентиляторы.

Перечисленные модификации делят на категории по защищенности оборудования от воздействия внешних факторов – воды и пыли. Стандарт IP применим только к устройствам, эксплуатируемым в неагрессивной среде.

Табл. 1. Расшифровка кода IP

Заключение

Вентиляторы отличаются исполнением, техническими характеристиками. При выборе модели нет особой необходимости вникать в особенности устройства, достаточно оценивать эксплуатационные параметры. От последних зависит назначение – бытовое, промышленное, специальное и т.д. Корпус и иные «внешние» детали производители адаптируют к типовой конструкции мест для установки вентиляционного оборудования.