Радиальные вентиляторы - виды, устройство и применение

Выбор и применение радиальных вентиляторов



Индивидуальные и групповые системы приточно-вытяжной вентиляции, охлаждение системных элементов компьютера, наконец, напольные конструкции для интенсификации циркулирования воздуха в душный летний день – вот далеко не полный перечень задач, для решения которых применяется радиальный вентилятор.

Радиальный вентилятор с улиткой

Классификация устройств

Центробежные агрегаты различают по следующим признакам:

  • величине создаваемого разрежения воздуха;
  • форме рабочих лопастей;
  • степени безопасности исполнения конструкции.

Ввиду своей высокой универсальности центробежный вентилятор может эффективно использоваться также и для узкоспециализированных целей. Например, в своем взрывозащищенном исполнении односторонний вентилятор радиальный пылевой – обязательный компонент систем очистки воздуха в глубоких тоннелях или штольнях, где производятся работы по переработке и удалению пылящих материалов (грунта, песка). Именно мощными радиальными вентиляторами обеспечивается должная степень воздухообмена в залах крупных зрелищных центров.

Вентиляторы радиальные среднего давления в напольном исполнении предусматриваются чаще в домах, для бытовых систем вентиляции.

Схема вентилятора

Внутреннее устройство радиального вентилятора

Параметры серийно выпускаемых односторонних вытяжных и приточно-вытяжных центробежных вентиляторов низкого и высокого давления, напольных и навесных, регламентируются техническими требованиями ГОСТ 5976-90. Соответствующими этому ГОСТ считаются конструкции одноступенчатого типа со спиральным корпусом, рассчитанные на рабочие давления до 12 кПа. При этом перекачиваемой средой может быть не только воздух, но также любой другой безопасный газ плотностью не более 1,2 кг/м3.

Указанный ГОСТ ограничивает характеристики и производство при производстве односторонних радиальных вентиляторов следующими условиями:

  1. Газ не должен иметь текущую норму температуры выше 60-80° (меньшие значения соответствуют односторонним исполнениям).
  2. Исключается применение таких агрегатов в случаях, когда в атмосфере могут содержаться твердые, волокнистые или прилипающие к стали частицы.
  3. Ось вращения (для напольных конструкций) должна располагаться горизонтально.

Во всех остальных случаях (напольные, крышные, для дымоудаления, мини-устройства для охлаждения блоков компьютеров) производство данной техники ведется по индивидуальным расчетам, под конкретные условия своей работы. Подобрать требуемую мощность устройства можно и с помощью специализированных графиков.

Конструктивные особенности и разновидности

В отличие от других принципов компоновки вентиляторов, при производстве устройств радиального типа предусматривается создание максимально возможных рабочих давлений. Например, если в канальных или осевых вариантах требуемое разрежение можно создать только по принципу увеличения габаритов, то в радиальных вентиляторах это происходит вследствие увеличения числа оборотов улитки.

Поэтому такие устройства гибки, компактны, требуют лишь высокооборотистого электродвигателя соответствующей мощности, которая устанавливается по результатам расчетов (что и реализуется в схемах компьютеров). Для напольных односторонних конструкций нужна также невибрирующая стойка.

Лопасти и их особенности

Необходимая степень всасывания создается при прохождении газообразной среды через зазоры между лопатками, которые насажены на образующую улитки. Форма лопаток при этом может быть гибкой, причем от этого зависят универсальность, трудоемкость производства, эксплуатационные возможности техники.

Загнутые назад

Для лопаток, которые имеют обратный изгиб профиля улитки, производительность определяется исключительно давлением. Рабочая характеристика таких вентиляторов низкого давления имеет пик своей эффективности в весьма узком спектре. Аэродинамические и взрывозащищенные показатели изделий находятся на должном уровне, ввиду чего такие вентиляторы положительно отличаются низким уровнем шума, что особенно важно для дома.

Вентилятор с загнутыми назад лопатками

Однако применять их на производствах для газообразных сред с высокой концентрацией твердых частиц запрещается. По этой причине нельзя предусматривать такие конструкции для, например, дымоудаления выходящих газов от отопительных котлов, которые работают на твердом топливе.

Прямые отведенные назад

Гибкие лопатки прямого профиля, которые по отношению к потоку газообразной среды отклонены назад, хорошо подходят для работы с загрязненным воздухом вне дома. Аэродинамика их работы исключает появление зон турбулентности, но эффективность снижается на 10-12%.

Прямые радиальные

Радиально располагаемые улитки с прямым профилем конструктивно более сложны, зато не только эффективно справляются с весьма загрязненной газообразной средой, но также нечувствительны к налипанию твердых частиц на лопасти, что повышает взрывозащищенные качества конструкции.

Загнутые вперед

При гибких конструктивных решениях рабочих улиток, когда они загнуты вперед, обеспечиваются наивысшая конструктивная компактность, а также гибкость и взрывозащищенные характеристики. Это дает возможность использования их в мини-технике малой мощности, а также при стесненных пространствах в доме (например, для каналов дымоудаления, в дефлекторах крышных вентиляционных систем).

Схема воздушного потока

Прохождение воздушного потока через радиальный вентилятор с загнутыми вперед лопатками

Кроме того, вставка подобной конструкции сохраняет свою производительность в наиболее широком диапазоне числа оборотов двигателя. Поэтому механизмы такого типа могут использоваться как при низком, так и при высоком давлении перекачиваемой газообразной среды.

Практическое применение и виды вентиляторов

При надлежащем уходе за собой односторонние радиальные вентиляторы – стационарные и напольные – обеспечивают при работе наименее высокий уровень вибраций (следовательно, и шума), а также хорошие взрывозащищенные качества. Ввиду этого они широко применяются в промышленности, а в мини-исполнениях – и в быту, для вентиляции технических помещений дома.

  1. Промышленные односторонние радиальные вентиляторы, действующие на всасывание, – непременный атрибут систем перекачки агрессивных и взрывоопасных сред (особенно при соответствующих расчетах пожароопасных производств), при удалении газообразных составляющих на нефтяных месторождениях. Компактность, мощность и гибкость радиальных мини-вентиляторов, работающих на всасывание, обуславливает их повсеместное использование в качестве охладителей (кулеров) материнских и графических плат компьютеров.
    Использование вентиляторов в промышленности
  2. Компоновка радиального вентилятора зависит от его предназначения и места будущего монтажа. При наличии гибких вставок крупных вентиляционных каналов – как круглого, так и прямоугольного типа – конструктивно проще выполнить монтаж, а также последующее техническое обслуживание устройств канального (осевого) исполнения. Подвижные детали изготавливаются с применением конструкционной стали, а в случае перекачки химически агрессивных сред с большой затрачиваемой при этом мощностью – из нержавеющей стали типа Х9Н18Т, причем во взрывозащищенном корпусе.
  3. Вентиляторы на всасывание пригодны для вставки в существующие или монтажа в новые системы вентиляции для индивидуальных, общественных, административно-управленческих, промышленных зданий.
  4. Гибкие модели мини-вентиляторов допускают легкий монтаж, например, во вставки между основным и натяжным потолками.
  5. Прямоточные (канальные) исполнения вентиляторов на всасывание по ГОСТ отличаются сравнительно большой длиной. Если этого, по каким-то соображениям, достичь не удается, то в соответствии с расчетами предусматривают монтаж вентиляторов не с канальным, а с тангенциальным принципом забора воздуха/газа, при котором улитка размещается перпендикулярно воздуховоду. Перемещение рабочей среды здесь, по данным расчетов осуществляется значительно более интенсивно. При этом создаются высокие давления, что и используется в мини-устройствах охлаждении компьютеров, в системах кондиционирования, при охлаждении движущихся элементов производственного оборудования, а также при вставке устройств в существующие системы кондиционирования.
    Канальный вентилятор Shuft CFs 315 круглый
  6. Особую эффективность вентилятор радиальный пылевой показывает при своем монтаже в системах дымоудаления. При пожаре, как известно, не меньшую угрозу для жизни и здоровья несут высокие (согласно ГОСТу) объемы угарного газа, образующегося согласно расчетам при возгорании. Для удаления двуокиси углерода используются вставки и крышные системы дымоудаления на базе вентиляторов радиального исполнения. Подобные конструкции применяются и при монтаже дымовых каналов каминов, а также отопительных печей частных домов.

Как выбирать подходящий прибор

Выбор и расчет типа вентилятора, предназначенного для дымоудаления, производится по следующим характеристикам, указываемым в ГОСТ:

  • высокой взрывозащищенной степени корпуса электродвигателя;
  • производительности (зависит от объема помещения, где устанавливается рассматриваемая техника);
  • высокой надежности (предпочтение отдается технике, которая изготавливается на специализированных предприятиях);
  • возможности устройства работать как на нагнетание, так и на всасывание.

Согласно требованиям ГОСТа, тип агрегатов для дымоудаления выбирается по степени взрывозащищенности конструкции. Разница определяется следующими параметрами:

  1. Предельная концентрация пыли и взвешенных частиц в потоке – до 150-200 мг/м3.
  2. Материалы, из которых изготовлены лопасти вентилятора, – из коррозиестойкой стали либо стали с термодиффузионным покрытием.

Иногда вентилятор напольного типа может заменять даже встроенную систему приточно-вытяжной вентиляции. Поэтому такие мини-устройства применяют для помещений, используемых лишь периодически, например, на дачах.