Какие бывают вентиляторы и как их правильно подобрать

В данной статье изложена вся информация о том, чем отличается осевой вентилятор от радиального.

Классификация вентиляторов по основным параметрам

Вентиляторы – механические приборы, предназначенные для перемещения, подачи или отсоса воздушных и газовых масс. Циркуляция воздуха происходит за счет разности давлений между каналом входа и выхода вентиляционной установки.

Вентиляторы используются повсеместно. Незаменимы приборы при обустройстве приточно-вытяжного вентиляционного комплекса здания, обдуве рабочих элементов в кондиционерах и устройствах обогрева.

Типы вентиляторов

Вентиляторы рассчитаны на работу с газами, степень сжатия которых не превышает 1,15. При этом разность показателей давления на входе/выходе ограничена 15 кПа – при большем показателе используют компрессор

Общая классификация вентиляционных установок базируется на разных параметрах.

Среди основных критериев градации можно выделить:

  • конструкция и принцип работы устройства;
  • назначение и условия функционирования вентилятора;
  • способ установки;
  • методы соединения прибора с электродвигателем;
  • технические особенности: степень защиты IP, создаваемое давление, потребляемая мощность, частота вращения, КПД и уровень акустического давления.

По типу конструкции выделяют пять модификаций вентиляторов: осевые, центробежные, диагональные, диаметральные и безлопастные.

Типы вентиляторов по конструкции

Диагональные и диаметральные агрегаты считаются разновидностью двух основных групп вентустановок: осевых и центробежных. Принципиально отличаются от своих собратьев новые безлопастные изделия

Исходя из условий эксплуатации, разделяют следующие виды газодувных машин:

  • приборы общего использования;
  • вентиляторы особого назначения.

К первой группе относятся агрегаты, рассчитанные на работы с воздушными и неактивными газовыми потоками, температура которых не превышает +50°С. Вторая группа включает спецоборудование: термостойкие, взрывозащищенные, пылевые, коррозионно-устойчивые и дымоудаляющие.

По способу монтажа различают:

  • стандартные – установка осуществляется на опору;
  • крышные – монтаж на кровле здания;
  • канальные – размещаются внутри вентиляционного воздуховода;
  • многозональные – модели, рассчитанные на подсоединение к нескольким воздушным каналам.

В качестве привода вентиляционной установки используются электродвигатели.

Возможно несколько способов сцепки движка с крыльчаткой:

  • непосредственное соединение;
  • клиноременная передача;
  • бесступенчатая сцепка.

После определения подходящего вида вентилятора подбираются модель с оптимальными техническими характеристиками.

Выбор вентилятора

В учет берется площадь обслуживания, место установки, допустимый уровень шума, влажность помещения, необходимость защиты прибора от попадания посторонних предметов

История вентиляции

Основная статья: Вентиляция

Отдельные приёмы организованной вентиляции закрытых помещений применялись ещё в древности. Вентиляция помещений до начала XIX века сводилась, как правило, к естественному проветриванию. Теорию естественного движения воздуха в каналах и трубах создал М. В. Ломоносов. В 1795 году В. X. Фрибе впервые изложил основные положения, определяющие интенсивность воздухообмена в отапливаемом помещении сквозь неплотности наружных ограждений, дверные проёмы и окна, положив этим начало учению о нейтральной зоне.

В начале XIX века получает развитие вентиляция с тепловым побуждением приточного и удаляемого из помещения воздуха. Отечественные учёные отмечали несовершенство такого рода побуждения и связанные с ним большие расходы теплоты. Академик Э. X. Ленд указывал, что полная вентиляция может быть достигнута только механическим способом.

С появлением центробежных вентиляторов технология вентиляции помещений быстро совершенствуется. Первый успешно работавший центробежный вентилятор был предложен в 1832 году А. А. Саблуковым. В 1835 году этот вентилятор был применён для проветривания Чагирского рудника на Алтае. Саблуков предложил его и для вентиляции помещений, трюмов кораблей, для ускорения сушки, испарения и так далее. Широкое распространение вентиляции с механическим побуждением движения воздуха началось с конца XIX века.

Радиальные вентиляторы

Основную область применения радиальных вентиляторов составляют условия эксплуатации с высоким давлением в системе вентиляции. Основные технические характеристики радиального вентилятора определяет геометрия рабочего колеса и лопастей.

В случае, если лопатки загнуты назад, сохраняется низкий уровень шума при достижении 80% эффективности, однако количество подаваемого такими лопатками воздуха сильно зависит от давления.

Данная конфигурация лопаток не рекомендована для запыленного воздуха, и эксплуатация такого вентилятора наиболее эффективна в узком спектре, лежащем в левой части кривой графика (см. ниже).

В случае, если лопатки вентилятора имеют прямую форму и при этом отклонены назад — возможно достижение 70% эффективности. Данный тип вентилятора хорошо подходит для работы в условиях загрязненного воздуха.

Если лопатки рабочего колеса имеют прямое радиальное исполнение, то вентилятор еще менее подвержен налипанию из воздуха загрязняющих веществ, и сохраняет при этом эффективность использования 50% и более.

При конструкции вентилятора с загнутыми лопатками вперед, вентилятор сохраняет 60% эффективности, однако при этом повышенное давление воздуха незначительно сказывается на его производительности, к тому же данная конструкция позволяет укладываться в более низкие габаритные размеры, что благоприятно сказывается на массе вентилятора и возможности его размещения.

Принцип работы разных видов устройств

Основной критерий выбора вентилятора – его устройство и принцип функционирования. Конструктивные особенности и технические нюансы определяют эффективность прибора, уровень шума, экономичность работы и возможность его применения в определенных условиях.

Галерея изображений

Фото из

Бытовой осевой вентилятор

Осевое устройство для установки в воздуховод

Модель центробежного вентилятора

Новаторский безлопастной вентилятор

Осевой агрегат – классический вентилятор

Осевой (аксиальный) вентилятор широко эксплуатируется в бытовых вентиляционных системах частных домов, в вытяжках санузлов, в комплексных вытяжных варинтах, в качестве элемента охлаждения разной техники и электроники, а также в аэродинамических трубах и турбовентиляционных двигателях в сфере авиации.

Конструкция моделей характеризуется простотой исполнения и малыми габаритами. Основные элементы: цилиндрический корпус, колесо с лопастями и привод. Внутренний диаметр цилиндра должен обеспечивать беспрепятственные обороты рабочего колеса. Интервал между лопастями и корпусом ограничивается 1,5% длины вращающейся лопатки.

Осевой вентилятор

С целью понижения гидравлических потерь и улучшения аэродинамических характеристик конструкцию дополняют коллектором, диффузором и обтекателем с двух сторон рабочего колеса

Принцип действия: вращающиеся лопасти захватывают воздух и выталкивают его вдоль оси крыльчатки. Перемещение воздушных потоков в радиальном направлении почти отсутствует. Производительность оборудования регулируется поворотом лопаток.

Отличительные особенности аксиальных моделей:

  • не требуют большой площади для установки;
  • экономное потребление электроэнергии;
  • низкий уровень шума;
  • простота эксплуатации и ремонта;
  • невысокая стоимость.

Преимущества работы и использования осевых вентиляторов обусловили их широкую популярность в быту. Массово применяются корпусные модели для охлаждения электроприборов и переносные аксиальные агрегаты с решеткой.

Накладной вентилятор

Для усиления воздухообмена в стеновые проемы и другие несущие конструкции устанавливаются осевые вентиляторы с настенной панелью. Приборы способны функционировать в двух режимах: всасывание и нагнетание воздуха

Центробежная модель – прочность и высокая мощность

Центробежные (радиальные) вентиляторы высокоэффективны – агрегаты способны генерировать высокие давления и эксплуатироваться в жестких условиях. Конструкция оборудования включает следующие элементы.

Корпус. Кожух-диффузор изготовляется из листового металла клепанным или сварным. Пустотелый корпус имеет спиралевидную форму улитки, в конструкции предусмотрены всасывающий и нагнетательный патрубки. Для придания жесткости кожух усиливается оребрением или поперечными полосами.

Центробежный вентилятор

Сверху «улитка» закрывается дополнительным коробом или обшивается шумопоглащающими панелями. Это необходимо для снижения шума во время работы вентиляционной установки

Рабочее колесо. Лопастный ротор состоит из двух дисков, лопаток и ступицы.

Конструкция колеса определяет условия использования вентилятора:

  • бездисковые – транспортировка потоков с твердыми составляющими;
  • однодисковые – перемещение воздушных сред с малым содержанием твердых фракций;
  • двухдисковые – циркуляция чистых воздушных масс в разном диапазоне давлений;
  • трехдисковые – обеспечение двухстороннего всасывания.

Крепление колеса к валу происходит посредством ступиц. К дискам и ступицам фиксируются лопасти.

Лопатки. Рабочие характеристики и эффективность агрегата в целом во многом зависят от формы лопастей:

  • аэродинамическое крыло – обеспечивает бесшумность, хороший показатель производительности, устойчивость прибора к высоким температурам;
  • изогнутые назад – препятствуют накоплению пыли внутри вентилятора, подходят для эксплуатации в среде с высоким угнетением;
  • изогнутые вперед – вентиляторы с «передними» ребрами предназначены для работы с большим объемом воздуха и высоким давлением, отличаются стойкостью к эрозии;
  • радиальные – установки компактных размеров со средней эффективностью, направляющие ротора обрабатываются защитным составом от эрозии.

В колесах с «задними» лопастями разница показателей статического и полного давления не большая, поэтому их уровень КПД высок. Эффективность работы достигает 80%.

Виды лопастей

Вперед загнутые лопасти создают высокую скорость воздушного потока на выходе. Агрегат сохраняет 60% эффективности. Плюс «передних» лопаток – получение нужных параметров при меньших габаритах вентилятора

В центробежных установках воздух поступает в осевом направлении, выталкивается – в радиальном. Воздушные массы под действием центробежных сил движутся в цилиндрическом корпусе.

Весь процесс можно разбить на несколько этапов:

  1. При вращении колеса воздух между пространством лопаток устремляется к краю ротора.
  2. Как следствие, в центре колеса образуется зона с низким давлением. Это приводит к всасыванию воздушных масс извне.
  3. В центре камеры потоки воздуха меняют направление с осевого на радиальное, поступая в отсеки между лопастями.
  4. За счет быстрого вращения воздушные массы устремляются к внутренней стенке корпуса.
  5. Кинетическая энергия частично преобразуется в энергию сжатия и скорость воздуха снижается – внутри «улитки» собирается объемный воздушный поток и образуется избыточное давление.
  6. Газообразная масса устремляется к выходному патрубку, поступает в трубопровод, а далее – в рабочую зону.

Центробежные агрегаты применяются в приточно-вытяжных комплексах крупных помещений, гаражах, торговых центрах и зданий, где требуется непрерывная мощная вентиляция.

Радиальные установки

Радиальные установки используются на вредном производстве для быстрого удаления загрязненного воздуха. Например, в дерево- или металлообрабатывающих мастерских, в цехах для вытяжки дыма и вредных испарений

Диагональный – комбинация осевого и радиального вентилятора

Диагональная модель – синтез двух типов вентиляторов: осевого и центробежного. Крыльчатка прибора имеет особую форму – строение рабочего колеса напоминает устройство барабана в радиальном вентиляторе. Лопатки крыльчатки расположены параллельно оси вращения.

Комбинированные вентиляторы имеют цилиндрический корпус и внешне больше похожи на аксиальные модели. Однако принцип работы у них разный за счет конструктивных особенностей крыльчатки. Воздух сначала движется вдоль оси, а затем меняет свое направление на 45°.

Схема диагональной модели

За счет центробежного нагнетания скорость воздушного потока возрастает, а значит, повышается и эффективность вентиляционной установки. Уровень КПД диагональных моделей достигает 80%

Главное достоинство вентилятора смешанного типа – достижение компромиссных значений между шумовыми характеристиками, производительностью и габаритами устройства.

Чаще всего центробежно-осевые агрегаты применяются в качестве канальных вентиляторов в небольших и средних вентиляционных системах с протяженными воздуховодами. Используются как вытяжные установки и приточники в напорных системах приточного типа.

Тангенциальная установка – равномерность воздушного потока

Тангенциальный (диаметральный) вентилятор состоит из удлиненного корпуса, оснащенного диффузором и патрубком, и рабочего колеса барабанного типа с наклонными лопатками. Осуществляется двукратное перемещение воздуха перпендикулярно оси вращения цилиндра.

Диаметральный вентилятор

Кожух диаметральной модели напоминает корпус радиального вентилятора. Отличие состоит в том, что в тангенциальном агрегате воздуховод расположен вдоль боковой панели

Отличительные особенности диаметральных приборов:

  • высокие аэродинамические показатели;
  • способность подачи равномерного потока;
  • возможность разворачивать вентилятор, выбирая направление воздушного потока;
  • бесшумность работы;
  • высокий показатель КПД – до 60-70%.

Сфера применения: создание воздушных завес, фанкойлов и использование в сплит-системах.

Безлопастный вентилятор – инновационная технология

Бытовые безлопастные вентиляторы не так давно появились на отечественном рынке вентиляционных систем. Их принцип работы кардинально отличается от рассмотренных выше модификаций.

Безлопастный вентилятор

Действие инновационного прибора основано на стремлении среды к выравниванию баланса между давлениями снаружи и внутри прибора, а также на технологии «воздушного множителя»

Составляющие прибора:

  • рамка круглой или овальной формы, предназначенная для втягивания и выброса воздушных масс;
  • основание для фиксации рамки;
  • мини-турбина, вмонтированная в основание вентилятора;
  • мотор.

Инновационный вентилятор работает по такому принципу:

  1. После включения мотора в действие приводится турбина.
  2. Вращаясь, турбина затягивает воздух через перфорации в корпусе основания.
  3. Под воздействием турбулентности воздух ускоряется в 15 раз и выходит сквозь выходные щели, расположенные по периметру рамки.

Воздушные потоки огибают поверхность кольца, и устремляются в нужном направлении.

Устройство безлопастной модели

Благодаря аэродинамическим свойствам вентиляционного прибора в образовавшийся воздушный поток вовлекается воздух со стороны и позади кольцевой рамки

По сравнению с традиционными моделями вентиляторы без лопастей имеют ряд преимуществ:

  • плавная регулировка интенсивности воздушного потока;
  • удобство и абсолютная безопасность использования;
  • изменение направления воздуха за счет регулировки положения кольца;
  • эффективность работы – расход электроэнергии на 20% меньше по сравнению с осевыми моделями.

Основные недостатки прибора: дороговизна и высокий уровень шума.

По типу соединения привода с рабочим колесом

Электродвигатель в современных вентиляторах соединяется с рабочим колесом посредством:

  • эластичных муфт;
  • клиноременной передачи;
  • бесступенчатых передач регулируемого вращения;
  • непосредственно, путем установки рабочего колеса на двигатель.

Характеристики создаваемого давления

Для создания эффективной вентиляционной системы необходимо установить вентилятор способный создать правильное давление в системе. Именно от давления зависит качество и количество обновления воздуха в помещениях.

Давление может быть:

  • статическим;
  • динамическим;
  • полным.

Под полным давлением понимают перепад давлений между созданным выходящим напором (динамическим давлением) и сжатием потока при столкновении с преградой (статическим давлением).

Вентиляторы по типу создаваемого полного давления делятся на устройства:

  • Низкого – до 1000 Па,
  • Среднего – 1000-3000 Па,
  • Высокого давления – выше 3000 Па.

Вентиляторами низкого давления создают небольшой напор воздуха в несколько десятков паскалей и неспособны полноценно справиться с большими объемами. Вентиляторы среднего давления подразумевают использования конструкции, которая создает сотни паскалей давления и может использоваться в несложных бытовых системах воздуховодов.

Вентиляторы высокого давления используются в специализированных технологических установках, в воздуховодах имеющих большую протяженность. Чем выше напор выходящего воздуха, тем больше воздуховодов можно к нему присоединить.

В инструкции производители указывают статическое и полное давление. Однако, заводские данные часто расходятся с фактическими показателями на месте установки. Это связанно с особенностями конструкции воздуховода – большая протяженность каналов, повороты, изгибы увеличивают сопротивление напору, тем самым уменьшая давление.

Диаметральные вентиляторы

Конструкция диаметрального вентилятора позволяет направлять поток проходящего воздуха вдоль рабочего колеса вентилятора, при этом потоки воздуха, (как входящие, так и исходящие) проходят по периметру колеса вентилятора.

Не взирая на малые размеры рабочего колеса, данный тип вентилятора является достаточно производительным и достигает 65% уровня эффективности, что позволяет вполне успешно эксплуатировать его в малых вентиляционных системах, к примеру, для создания воздушных завес.

Радиальный от центробежного

Самый интересный вопрос, возникающий у неподготовленных людей, звучит так: центробежный и радиальный вентилятор — в чем разница? Ответ прост — никакой разницы нет. Это разные названия одного и того же устройства, вентилятора-улитки.

Путаница в терминологии возникла из-за отсутствия четкого регулирования обозначений. У специалистов существенных проблем из-за этого не возникает, но для неподготовленных людей в этом вопросе нередко появляются разночтения. Поэтому следует просто запомнить, что радиальные и центробежные установки являются одни и тем же видом оборудования, не похожими или близкими по конструкции, а именно одними и теми же устройствами.

Разница возникла из-за теоретических исследований, производившихся в одно время, но в разных странах. Наименования, использовавшиеся в них, стали применяться для обозначения установок, что создало некоторую путаницу. Учитывая специфику оборудования, не столь широко распространенного и обсуждаемого в широких кругах, никаких неудобств для себя специалисты не ощущали, поэтому оба названия сохранились до сих пор и применяются одинаково часто.

Уровень шума

Уровень шума вентилятора зависит от мощности устройства и материала, из которого он изготовлен — изготовленные из качественного пластика практически бесшумны, а лопасти из легких металлов (дюраль, алюминий) издают больше шума. Естественно, что у промышленных моделей уровень шума может быть очень высок и для его снижения применяются специальные виброизоляторы в виде пружин или гибких вставок, гасящих вибрацию и снижающих шум.

Бытовые модели не обладают достаточными мощностями, чтобы создать действительно сильный шум, однако, если модель выполнена из некачественных материалов или присутствуют проблемы с двигателем звук от работы механизма может стать раздражающим. Невозможно найти совершенно бесшумный вентилятор — конструкция подразумевает появление звука работающего мотора или вращения лопастей.

Уровень шума измеряется в децибелах (дБ) и может регулироваться скоростью переключения вращения лопастей, чем ниже вращения, там тише звуки. Средний показатель уровня шума для жилых помещений, в которых находятся люди 30 дБ.

В паспортах к изделию производители обычно указывают уровень шума, но это может быть усреднённый показатель, выявленный на малых мощностях. Поэтому перед приобретением бытовых вентиляторов рекомендуется включить устройство и послушать, как оно работает на разных скоростях.

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.

Оконный вентилятор

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.

Потолочный вентилятор

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.

Степень защиты

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.

Уровень защиты от воды

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

Тип управления

Управление вентиляторами может осуществляться следующими способами:

  • Механический – распространенный и самый простой тип управления. Все действия производятся нажатием соответствующих кнопок или поворотом реостата.
  • Электронный – вместо обычных кнопок используются сенсоры (кнопка, но выполнена в виде гибкой пластины), находящиеся на панели управления. Часто вместе с сенсорными кнопками внедряется небольшой ЖК дисплей, отображающий основные параметры и режимы работы. Электронное управление расширяет функционал и позволяет делать более гибкие настройки.
  • При помощи пульта дистанционного управления – позволяет вносить изменения в работу вентилятора удаленно. Пульт ДУ чаще всего используется в потолочных, настенных или напольных моделях.

Благодаря управляющим механизмам можно изменять основные характеристики работы устройства:

  • Регулировка скорости – данная возможность есть у большинства типов вентиляторов. Скорость изменяется понижением или повышением тока поступающего к электродвигателю.
  • Регулировка наклона рабочей части – позволяет изменять направление обдува по вертикали. Поток может быть направлен вверх, вниз или прямо.
  • Поворот рабочей части – прибор поворачивается по горизонтальной плоскости, увеличивая площадь обдува.
  • Таймер – позволяет задавать время включения/выключения и создавать комфортные условия в помещении.

Вентиляторы диаметрального сечения

Изделия этого типа состоят из корпуса, имеющего нестандартную конструкцию выхода и входа: диффузор и патрубок соответственно, и цилиндра, больше напоминающего барабан с параллельными рабочими элементами, которые немного загнуты по ходу вращения. Вся хитрость функциональной особенности заключается в двукратном и перекрестном прохождении воздуха сквозь рабочее колесо.

Тангенциальные вентиляторы отличаются довольно высокими параметрами по аэродинамике и способны создавать так называемый плоской конфигурации поток весьма широкого размера.

Их монтаж довольно удобен, при этом можно поворачивать поток в любую сторону.

Отличительные черты: компактность установки и высокий КПД, по сравнению с другими вентиляторами. Используются в файнколах — аппаратах для охлаждения или нагревания помещений, тепловых завесах зимой при входе в торговые центры, супермаркеты и фирменные бутики.

Диаметральный вентилятор

Аэродинамические потери сети

Характеристики вентиляторов на указанных выше графиках справедливы при том условии, что монтаж, установка и наладка вентиляторов соответствуют определенным правилам. Так, например, со стороны забора воздушной массы должен быть предусмотрен прямолинейный участок воздуховода, длиной не менее одного диаметра, а со стороны выхлопа воздушной массы — не менее трех диаметров.

В случае отступления от указанных правил, возможно возникновение значительного перепада давления, что может отрицательно сказаться на производительности вентилятора. Для того, чтобы застраховать себя от подобного случая, необходимо учитывать следующие факторы.

Со стороны забора:

  • расстояние до близлежащей стены должно быть не менее, нежели 0,75 диаметра ввода;
  • размеры поперечного сечения воздуховода на входе системы не должно лежать вне диапазона значений 92%…112% от диаметра входного отверстия вентилятора;
  • длина воздуховода на всасывании должна превышать по значению 1 диаметр воздуховода;
  • элементы воздуховода, расположенные на заборе воздушных масс, не должны иметь никаких элементов, препятствующих свободному всасыванию воздуха.

Со стороны нагнетания:

  • угол сужения поперечного сечения не должен превышать 15%;
  • угол увеличения поперечного сечения — не более 7%;
  • длина прямолинейного участка, лежащего за вентилятором должна быть более или равной трем диаметрам воздуховода;
  • по возможности, необходимо избегать элементов воздуховода имеющих угол поворота 90 градусов, рекомендуются использование отводов под 45 градусов;
  • отводы должны повторять форму проходящего воздушного потока на выходе из вентилятора.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...