Устройство вентилятора центробежного: устройство, принцип работы, подбор подходящей модели

Содержание

устройство, принцип работы, подбор подходящей модели

С развитием промышленного сектора большое количество технологических процессов потребовало принудительную подачу воздуха. Не осталась в стороне и бытовая сфера. Для обеспечения некоторых типов коммуникаций требуется регулярный приток свежего воздуха.

Элегантным решением этой проблемы стал центробежный вентилятор, который способен в автономном режиме нагнетать необходимое количество воздушной массы. Но как он устроен и как работает? Именно эти вопросы мы подробно разберем в нашей статье.

Рассмотрим конструкционные особенности прибора, его возможности, сферу применения, лучших производителей, продукция которых представлена на рынке. А также дадим рекомендации по выбору подходящей модели вентилятора.

Содержание статьи:

Суть нагнетания и разрежения воздуха вентилятором

Вентилятор являет собой механическую конструкцию, которая способна обрабатывать поток газовоздушной смеси посредством увеличения её удельной энергии для последующего перемещения.

Такая архитектура агрегата предоставляет возможность создавать эффект нагнетания или разрежения рабочего газа в пространстве через увеличение или уменьшение давления соответственно (механизм преобразования энергии).

Под газовым давлением понимают бесконечный процесс хаотичного перемещения молекул газа, которые ударяясь о стенки замкнутого пространства, создают давление на них.

Следовательно, чем выше скорость этих молекул, тем больше ударов и тем выше давление. Газовое давление – это одна из главных характеристик газа.

Галерея изображений

Фото из

Самая простая разновидность вентиляторов

Вентиляторная установка на производственном предприятии

Двигатель центробежного вентиляторного устройства

Разновидности радиальных вентиляторных агрегатов

С иной стороны любой газ имеет еще два параметра: объём и температуру. Объём – количество пространства, которое заполнил газ. Температура газа – термодинамическая характеристика, которая связывает скорость молекул и генерируемое ими давление.

На этих “трёх китах” стоит молекулярно–кинетическая теория, которая является базисом для описания всех процессов связанных с обработкой газов и газовых смесей.

Процесс нагнетания являет собой принудительное сосредоточение молекул в замкнутом пространстве сверх некой нормы. Например, общепринятое воздушное давление у поверхности земли приблизительно составляет 100 кПа (10⁵ кило Паскалей) или 760 мм рт. ст. (миллиметров ртутного столба).

С увеличением высоты над поверхностью Земли давление становится меньше, воздух становится разреженным.

Атмосферное давление – вес воздушного столба относительно площади поверхности над которой он находится. Не масса, а именно вес Р=mg. Измеряется барометром, остальные типы давления определяются манометром

Разрежение есть обратный процесс нагнетанию, во время которого молекулы покидают замкнутую систему. Объём остаётся тот же, а количество молекул уменьшается в разы, следовательно, и давление уменьшается.

Эффект нагнетания необходим для принудительного перемещения воздуха. Возможен вариант перемещения воздуха через эффект разрежения: для восстановления баланса давления во всей системе молекулы перемещаются от более сконцентрированной области молекул до менее сконцентрированной.

Таким способом происходит перемещение молекул газа.

Для определения скорости потока воздуха снаружи или внутри здания часто применяют специальный инструмент – анемометр. Незаменимый прибор для проектирования систем вентиляции

Существуют самые разные компоновки вентиляционных систем, но их условно можно разделить на несколько классов по определённым параметрам:

По назначению. Различают вентиляторы общего и специального назначения. Вентиляторы применяются для обычного перемещения газа. Специальные вентиляторы используются для пневмотранспорта, транспортировки агрессивных и взрывоопасных газовых смесей.
По быстроходности. Бывают с малой, средней и высокой удельной частотой вращения колеса с лопатками.
По диапазону давления. Известны системы генерации низкого (до 1 кПа), среднего (1–3 кПа), высокого ( более 3 кПа) давления.

Некоторые промышленные и бытовые процессы с применением воздуходувок происходят в экстремальных условиях окружающей среды, поэтому к оборудованию выдвигаются соответствующие требования.

Таким образом, можно говорить о пылевых, влагозащищенных, термостойких, коррозиестойких, искрозащитных агрегатах и устройствах для удаления дыма и обычных вентиляторах.

Информация о видах вентиляторов подробно рассмотрена в другой .

Конструкция вентилятора центробежного типа

Система центробежной конструкции являет собой нагнетательный механизм с радиальной архитектурой, который способен генерировать давление любого диапазона.

Предназначен для транспортировки одно- и многоатомных газов, в том числе химически “агрессивных” соединений.

Галерея изображений

Фото из

Типичный центробежный вентилятор

Расположение двигателя и корпуса на станине

Вид сверху вентилятора центробежного типа

Рабочее колесо центробежного вентилятора

Лопатки рабочего колеса вентилятора

Левое исполнение центробежного вентилятора

Вентилятор одностороннего всасывания

Радиальный вентилятор с двухсторонним всасыванием

Конструкция “облачена” металлическим/пластиковым корпусом, который называют защитным кожухом. Оболочка защищает внутреннюю камеру от пыли, влаги и других веществ, которые могут негативно влиять на работу агрегата.

Качественное вентиляционное изделие всегда имеет определённый класс защиты. Степень защиты оболочки (Ingress Protection) – единый международный стандарт качества изделия, который определяет уровень защищенности оборудования от влияния окружающей среды.

Вентилятор радиального типа развивает значительно большее давление, чем осевой вариант. Это обусловлено сообщением порции попавшего в барабан воздуха энергии, формируемой при переходе от входа к выходу из системы

Механизм приводится в движение электрическим мотором или двигателем внутреннего сгорания (характерно для промышленных вентиляторов). Самым распространённым методом является электродвигатель, который вращает вал с крыльчаткой.

Известно несколько вариантом передачи вращательного движения от мотора на импеллер:

эластичная муфта;
клиноременная передача;
бесступенчатая передача (гидравлическая или индуктивная муфта скольжения).

Учитывая существование огромного количества фирм-производителей, которые создают уникальные системы с самыми разными динамическими параметрами, в распоряжении потребителей довольно обширный ассортимент вентиляторов.

В корпусе имеются два магистральных канала: входной и выходной. Газовая смесь входит в первый канала перемещается в камеру, там обрабатывается, после чего выходит в другой

В результате усиленной работы разработчиков имеем широкий спектр применения таких машин, в том числе:

системы вентиляции и отопления в частных и многоэтажных домах;
подача и очистка воздуха для нежилых зданий;
фильтрационные системы в сельском хозяйстве;
выполнение технологических процессов в лёгкой и тяжёлой промышленности разнообразного направления.

Существуют также варианты применения воздуходувок в системах пожаротушения и сверхбыстрой замены воздуха в замкнутом пространстве.

Такие вентиляторы работают с высокотемпературными газовыми смесями, что обязывает производителей включать в техническую документацию информацию о соответствии своего оборудования международным стандартам.

Проверенная и простая конструкция центробежного механизма имеет ряд явных преимуществ:

высокая надёжность и непревзойдённая производительность;
лёгкость и доступность обслуживания оборудования;
безопасность интеграции и эксплуатации агрегатов;
минимальные расходы на энергоресурсы и ремонт в случае выходя из строя.

Кроме того, воздуходувки отличаются довольно низким шумовым порогом, что позволяет их применять в бытовых условиях. Центробежные вентиляторы также имеют исключительно долгий срок службы за счёт отсутствия прямого соприкосновения рабочих частей механизма в рабочей камере.

Особенности рабочего цикла прибора

Рассмотрим общий принцип работы центробежной воздуходувки радиальной конструкции. Отметим, что специалисты различают две основные конструкции вентилятора: с осевым и радиальным размещением входного отверстия, куда всасывается воздушный поток.

Это влияет в первую очередь на вариант монтажа вентилятора в систему и практически не влияет на общую производительность.

Вентилятор радиального типа может работать как с обычным воздухом, который он забирает из пространства, так и с потоковым воздухом что идёт через воздухопровод (эффект баланса областей с разным давлением)

Осевое входное отверстие характерно для нагнетательных воздуходувок общего применения. Радиальное размещение входа потока характерно для воздуходувок магистрального использования.

На первом этапе рабочего цикла вентилятора поток воздуха перемещается на поверхность быстро вращающегося импеллера. Лопатки крыльчатки разделяют воздух на небольшие объёмы, которые перемещаются внутрь рабочей камеры.

Здесь происходит накапливание воздушной массы, то есть происходит непосредственное сжатие воздушной массы в малый объём.

Сама конструкция корпуса агрегата имеет свои особенности.

Известны две наиболее распространённые формы корпуса:

округлые;
спиралевидные.

Округлая форма корпуса характерна для вентиляторов, которые перемещают огромное количество воздуха за короткое время выполнения процесса. А спиралевидная форма присуща вентиляторам, которые дополнительно производят сжатие воздушного объёма и генерацию среднего и высокого давления.

На втором этапе происходит нагнетание воздуха в рабочей камере. Как известно, при постоянном объёме с увеличением общей массы молекул газа увеличивается количество столкновений молекул, а значит и увеличивается их скорость. Следовательно, давление газа также увеличивается.

Большое значение имеет форма и количество лопастей. Все без исключения варианты импеллеров тестируются в аэродинамических трубах для определения оптимальных условий эксплуатации

На заключительном этапе происходит отвод сжатого газа из рабочей камеры к выходному отверстию. Дальше воздух переходит в центральный воздуховод и перемещается в указанном направлении.

Процесс разрежения происходит с точностью наоборот. Воздух забирается от воздушного трубопровода или замкнутого пространства, где необходимо создать разреженную область, и выводится в окружающую среду или другое ограниченное пространство.

Спецификация центробежного вентилятора

Компрессорные системы характеризуются целым рядом конструкционных и динамических отличий, которые необходимо учитывать при их подборе и внедрении в систему вентиляции.

К спецификации относят:

непосредственно саму конструкцию воздуходувки;
тип двигателя;
блок управления;
размещение крыльчатки и передачу вращательного движения от мотора;
угол расположение входного и выходного патрубка;
материал из которого выполнены детали изделия, его габариты и вес.

Специалисты также обращают внимание на соответствие изделий международным нормам: стандарты ISO/IEC и ГОСТ, маркировки IP, директивы ATEX и т. д.

К динамическим особенностям относят технические параметры производительности воздуходувки: генерируемое давление и коэффициент перепада давления, скорость и максимальная температура потока, частота вращения вала и уровень звукового давления, КПД и мощность двигателя

Нагнетаемое давление – максимальное значение, которое способен создать вентилятор во время работы в номинальном режиме.

P_v = P_sv + P_dv,

Где: P_v – полное давление, P_sv – статическое давление, P_dv – динамическое давление.

Коэффициент перепада – разница между входным и генерируемым давлением (бар).

Объёмный расход воздуха – количество газовой смеси, которая перемещается за единицу времени (производительность). Обычно вычисляется в м³/ч для отечественных производителей, литр/мин – для зарубежных.

Частота вращения – количество полных оборотов крыльчатки за единицу времени. Вычисляется в шт/с или Гц. Нужно помнить, что уровень нагрузки воздушного вентилятора не должен превышать 75% от максимального.

Работая длительное время в режиме перегрузки с большой частотой вращения, вентилятор перегревается и может быстро выйти из строя. Но этот процесс можно контролировать, управляя им по своему усмотрению. Для чего используют вентилятора.

Звуковое давление – уровень шума от вращающихся деталей и трение воздуха металл. Измеряется на расстоянии 3 метра от источника, когда он работает в режиме максимальной нагрузки. Шум необходимо учитывать при выборе постоянно работающего вентилятора.

Большинство оборудования оснащается поглотителями шумов и фоновых звуков. Нормы для шума: не более 50 дБа для бытовых помещений и не более 75 дБа для промышленных

Одним из устройств с мизерным уровнем шума является .

Коэффициент полезного действия вентилятора является произведением трёх нижеуказанных коэффициентов:

потери в потоке воздуха;
утечки через зазоры в конструкции;
механический КПД изделия.

Для центробежных вентиляторов общий КПД находится в пределах от 0.7 до 0.85, в осевых (канальных) – не более 0.95. Выбирая радиальный вентилятор необходимо учитывать коэффициент запаса электродвигателя 1.2. То бишь подбирать мощность электромотора на 20% больше от необходимой.

Мощность электродвигателя вентилятора определяется по формуле:

N = (Q*P)/(102*3600*КПД),

Где: Q – производительность (объёмный расход воздуха), P – генерируемое давление.

Подбор вентилятора согласно требований

Процесс подбора вентиляционного оборудования для промышленного объекта (рабочего цеха, ангара) довольно интересный и замысловатый процесс, который должен делать специалист. Особенности вентиляции производственных помещений детально .

Для обычных квартир и частных домов уже существуют готовые решения. В общем случае (для 2–3 комнатной квартиры) имеем следующую архитектуру системы вентиляции:

в жилых комнатах монтируются проветриватели, количество которых зависит от размеров помещений и числа жильцов;
в кухне и санузле интегрируются вытяжные диффузоры плюс прокладываются к приточно–вытяжной установке.

Центробежный вентилятор включает блок управления, фильтр–систему для очистки воздуха, электродвигатель и непосредственно сам радиальный вентилятор.

Для указанной выше системы вентиляции подойдут настенные вентиляторы серии ЦФ производства Вентс с производительностью до 120 м³/час

Нынешний рынок вентиляционного оборудования представлен широким спектром фирм зарубежного производства: 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.

Изделия от этих компаний будут отличным решением для задач вентиляции любого масштаба.

Не уступают им в качестве производства и надёжности оборудования отечественные бренды Вентс, Элком, Домовент и Веза. Если есть сомнения в точности произведённых расчётов или с выбором конкретной модели, рекомендуем обратиться в службу поддержки любой из компаний.

Если вы являетесь владельцем частного 1–2 этажного дома, производственного или коммерческого здания подобной площади (ресторан, склад, столовая, кафе, офис), при выборе оборудования необходимо учитывать объём помещений, кратность обмена воздуха, длину и сечение магистральных трубопроводов.

С задачами вентилирования и дымоудаления легко справятся многозональные воздуходувки или крышные вентиляторы серии КРОМ от компании Веза, вентиляторы серии ВН компании Вентс и другие

Обязательно обращайте внимание на дополнительный функционал центробежных вентиляторов и возможность интеграции в разнообразные системы кондиционирования.

Так, радиальные воздуходувки могут оснащаться вспомогательными компонентами:

регулируемыми таймерами и интервальными переключателями, фотодатчиками и детекторами влажности;
регуляторами скорости и индикаторами состояний;
датчиками перегрузки электродвигателя и отсутствия электрического питания сети;
пружинными вибропоглотителями или резиновыми виброизоляторами.

Если вентилятор размещён внутри квартиры или дома, его можно закрыть съёмной лицевой декоративной панелью из алюминия или пластика, учитывая интерьер помещения.

Для многих пользователей существенным критерием при выборе вентилятора является уровень шума. Вы подбираете тихий вентилятор в ванную комнату? Рекомендуем ознакомиться с рейтингом .

Выводы и полезное видео по теме

В следующем видео специалисты компании Элком доступно рассказывают о центробежных вентиляторах:

Ниже показан отличный пример монтажа бытового вентилятора в ванной:

Ещё один вариант установки бытового маломощного вентилятора в квартире:

Классический центробежный вентилятор является результатом многолетнего опыта в сфере проектирования и производства оборудования для вентиляции. Это не только великолепное решение для промышленности, но и оптимальный инструмент транспортировки воздуха для жилых и офисных помещений.

Вы задумались о приобретении центробежного вентилятора? Или заметили несоответствие в разобранном материале? Задавайте свои вопросы, уточняйте технологические аспекты в блоке комментариев.

А может вы уже установили такой вентилятор в ванной комнате? Довольны ли вы его работой? Правильно ли выбрали мощность прибора для своего помещения? Присылайте фото своего вентилятора и оставляйте свои комментарии.

Устройство и принцип работы центробежного вентилятора

Такое устройство как центробежный вентилятор нашел достаточно широкое распространение в самых разных отраслях промышленной сферы, а также в быту. Необходимо отметить, что вентиляторы данного вида лежат в основе современных вентиляционных систем, сплит-систем, а также отопления.

Содержание

Разновидности вентиляторов
Как выбрать подходящий вентилятор?
Принцип работы центробежного вентилятора
Конструкционные особенности центробежных вентиляторов
Функционирование систем центробежного вентилятора

В промышленных условиях и других сферах повсеместно возникает потребность в принудительной подаче воздуха. Одним из наиболее эффективных решений, позволяющих её организовать, представляются центробежные вентиляторы. Подобные устройства имеют множество особенностей, которые следует изучить прежде, чем приступать к выбору подходящего изделия.

Разновидности вентиляторов

Для того, чтобы организовать успешную работу вентиляционной системы, центробежные устройства представляются оптимальным вариантом, поскольку они обеспечивают циркуляцию с нужной интенсивностью за счет вращения основного элемента — колеса.

Существует сразу несколько разновидностей вентиляторов данного типа, которые существенно отличаются между собой по рабочим характеристикам, принципу работы и другим особенностям. Существующая классификация предполагает наличие следующих разновидностей:

канальные;
радиальные;
осевые.

Кроме того, устройства различаются по степени создаваемого давления в системе. Каждый из этих типов значительной отличается от других, в связи с чем, целесообразно изучить их подробнее.

Канальные

Канальные вентиляторы представляются идеальным решением для эксплуатации в условиях приточных, а также вытяжных системах общего назначения, отличаются тихой работой, что делает их подходящими для бытового использования.

Радиальные

Радиальные изделия значительно отличаются от аналогов, поскольку используются для конвекции потоков воздуха, его очистки, а также регулировки влажности в помещении. Подобные модели могут различаться по направлению вращения, а также движению воздушного потока, что дает возможность расширить сферу их применения.

Помимо прочего, все устройства различаются по уровню давления, создаваемого в системе. Изделия высокого давления предназначены для циркуляции воздуха в условиях отсутствия значительного количества примесей и твердых частиц, в связи с чем, чаще всего применяются в стандартных системах кондиционирования, а также вентиляции.

Вентиляторы среднего давления подойдут для эксплуатации в условиях высокого сопротивления в системе, позволят эффективно организовать транспортировку умеренных объемов воздуха. Применяются не только в бытовых, но и в промышленных системах, что делает их универсальным вариантом.

Изделия низкого давления используются для транспортировки газов в условиях малого сопротивления воздуха, в связи с чем, чаще всего применяются в промышленных условиях. Возможность стабильной работы при умеренной запыленности позволяет использовать изделия в общественных вентиляционных системах.

Осевые

Осевые вентиляторы повсеместно используются в быту, поскольку отлично подходят для организации основной вентиляции в условиях загородных домов. Они нередко используются для охлаждения различных элементов электроники, благодаря сниженному уровню шуму при работе, малой стоимости и компактным габаритам.

Как выбрать подходящий вентилятор?

Планируя выбрать подходящее устройство, важно учитывать сразу несколько параметров. Среди них, одним из важнейших представляется тип рабочей среды, а также её основные характеристики.

Стандартные изделия подходят для эксплуатации в системах, где температура воздуха не превышает 80 градусов, а в его составе не содержатся агрессивные и липкие примеси. Их использование возможно в тех случаях, когда допустимая концентрация твердых примесей в воздушной массе для данного типа устройств составляет 100 мг/м3.

Радиальные модели отличаются надежной конструкцией, благодаря чему, могут использоваться в системах с сильно запыленным воздухом, взрывоопасными и другими примесями. Они отличаются устойчивостью к коррозийным воздействиям, что делает возможным их эксплуатацию в помещениях с повышенной влажностью.

Кроме того, при выборе устройства целесообразно учитывать не только тип среды, с которым ему предстоит работать, но и необходимую производительность, а также материалы изготовления основных элементов.

Принцип работы центробежного вентилятора

Оборудование имеет вполне понятный принцип действия. В частности, изначально воздушные массы попадают во входное отверстие, а после за счет вращения «колеса», он переходит в каналы между лопатками «колеса». Процесс его перемещения осуществляется под воздействием центробежной силы.

Необходимо отметить, что само по себе подобное оборудование характеризуется наличием механической конструкции, способной осуществлять обработку потока газовоздушной смеси благодаря увеличению удельной энергии. Центробежный вентилятор позволяет осуществлять создание своего рода эффекта нагнетания или разрежения рабочего газа.

Стоит сказать, что под газовым давлением подразумевают процесс перемещения газовых молекул, который является хаотичным. Ударяясь о стенки замкнутого пространства, существует возможность создать соответствующее давление. Как следствие, чем большей является скорость молекул, тем будет большее количество ударов и давление. В данном случае, показатели давления газа – это одна из основных характеристик.

С другой стороны, абсолютно любой газ имеет два основных параметра:

Под объемом понимают количество пространства, которое было заполнено газом. Под температурой же понимают характеристику термодинамического типа, которая позволяет обеспечить связь между скоростью молекул и генерируемым давлением.

Конструкционные особенности центробежных вентиляторов

Система данного вида реализована посредством специализированного механизма нагнетательного типа, имеющего радиальную архитектуру. Она способна осуществлять создание необходимого давления. Система позволяет осуществлять транспортировку атомных газов, в том числе и соединений, которые относятся к агрессивному типу. Вся конструкция выполняется в корпусе из пластика или металла, который также носит название защитного кожуха. Специализированная оболочка позволяет обеспечить отличный уровень защиты внутренней камеры от воздействия влаги, пыли и прочих веществ, которые способствуют негативному воздействию на функционирование устройства. За счет высокого качества вентиляции, изделие характеризуется наличием определенной степени защиты. Стоит сказать, что класс защиты должен соответствовать международным стандартам, которые определяют показатели защищенности оборудования от воздействия на них различных сред.

Функционирование систем центробежного вентилятора

Центробежный вентилятор оснащен механизмом, который начинает функционировать благодаря электрическому двигателю или же ДВС (двигатель внутреннего сгорания используется в вентиляторах промышленного назначения). Распространенным является электрический двигатель, вращающий вал с крыльчаткой.

Если взять во внимание тот факт, что современные производители создают уникальные системы, оснащенные самыми различными параметрами динамического типа, то в распоряжении потребителей достаточно часто предлагается широкий ассортимент центробежных вентиляторов. Подобное оборудование нашло широкое распространение в системах, нацеленных на пожаротушение, а также быструю замену воздуха в ограниченном по площади пространстве.

Конструкция механизма характеризуется рядом преимуществ:

Надежность и производительность.
Простоту выполнения работ по обслуживанию.
Безопасность эксплуатации устройства.
Минимальные расходы на энергетические ресурсы и выполнение ремонта при поломке.

Нельзя не сказать и про то, что устройства характеризуются низким уровнем шума, что позволяет использовать их и в бытовых условиях. Большинство современных моделей центробежных вентиляторов, представленных на рынке, имеют длительный эксплуатационный период.

При этом актуальность использования подобного оборудования способствует и тому, что на рынке встречаются низкокачественные и дешевые модели оборудования. Их покупать не рекомендуется. При выборе центробежного вентилятора рекомендуется предварительно проконсультироваться с компетентным специалистом, который понимает в оборудовании данного вида. В противном случае, существует вероятность того, что устройство выйдет из строя уже в первые недели активной эксплуатации.

Центробежный вентилятор: устройство и эксплуатационные параметры

Для перемещения воздушных составов из помещений или по каналам используются различные вентиляторы. Вентилятор центробежный относится к группе агрегатов, способных создавать небольшое разрежение или увеличение давления воздушного потока. Отличается простой конструкцией, используется как в промышленности, так и в бытовых целях. Может иметь различные линейные размеры и технические параметры.

Эксплуатационные параметры вентиляторов

Производительность. Характеризует количество воздуха, перемещаемого устройством в единицу времени. Определяется по формуле Q = V/t [м³/с], где:

Q – производительность вентилятора;

V – воздух, перемещаемый устройством в кубических метрах;

t – время работы.

На основании характеристик по производительности выполняется расчет различных вентиляционных систем с учетом кратности обмена воздуха. С учетом этих данных подбирается конкретный воздуховод.

Максимальный напор потока. Зависит от количества энергии, получаемой воздушным потоком при прохождении через корпус устройства. Вентилятор центробежный засасывает воздух во входное отверстия и лопастями придает ему ускорение. Рассчитывается по формуле Рп = Рст + Рдин, где:

Рп – давление воздуха на выходе из вентилятора;

Рст – статическое давление воздуха на входе;

Рдин – динамическое давление, придаваемое лопастями устройства.

Центробежные механизмы не могут создавать высокое давление воздушного потока и используются только в вентиляционных системах.

Мощность. Разделяется на общую и полезную, от соотношения этих характеристик зависит, какой коэффициент полезного действия имеет центробежный вентилятор. Определяется по формуле N = (Q·P)/(1000·ŋ) [кВт], где:

N – общая мощность вентилятора;

Q – производительность устройства по максимальному объему воздушного потока;

P – давление, которое имеет воздух на выходе из устройства;

ŋ – КПД центробежного механизма.

Технические параметры устройств подбираются на основании расчетов вентиляционных систем с учетом особенностей производства и конкретного места установки.

Из каких частей состоит вентилятор центробежный

Различные модели устройств могут иметь конструкционные особенности, но у всех одинакова принципиальная схема.

Устройство центробежного вентилятора

1 – ось ступицы, крепится непосредственно на электрический двигатель или на приводной шкив;

2 – рабочее колесо с установленными лопатками;

3 – лопатки, нагнетающие воздух. Могут иметь различный вид, что позволяет изменять технические характеристики без изменения мощности двигателя;

4 – передний диск, с его помощью вентилятор захватывает воздух;

5 – решетка лопастей. Вентилятор центробежный может иметь различное количество лопастей, отличающихся по геометрии и линейным параметрам.

6 – корпус (улитка), служит для перенаправления воздушного потока, создает разрежение на входе и повышенное давление на выходе;

7 – приводной шкив, может иметь различные диаметры и профили;

8 – подшипники качения, могу быть роликовыми или шариковыми;

9 – несущая рама;

10, 11 – фланцы, к ним присоединяется воздуховод.
Конструкционные отличияДля вентиляции помещений необходимо подбирать устройства, полностью отвечающие техническому заданию. В связи с различными требования к эксплуатационным показателям конструкторы разработали несколько типов устройств, отличающихся внешним видом и техническими возможностями. Корпус вентиляторов изготавливается из листовой стали, для защиты от коррозионных процессов используются современные порошковые покрытия.
ЛопаткиФиксируются к диску, могут быть неразъемными и съемными, с регулируемым углом наклона или стационарными.

Типы профилей лопаток

Способы подключения устройствВ зависимости от требований к вентиляции устройства могут подключаться параллельно или последовательно. Параллельное подключение применяется в тех случаях, когда один вентилятор не в состоянии обеспечить требуемые параметры по кратности обмена воздуха, а увеличение его диаметра или скорости вращения технологически невозможно.
Параллельное подключение вентиляторов

Технические характеристики двух параллельно подключенных вентиляторов

Суммарное эквивалентное отверстие установки равно сумме этих показателей каждого вентилятора. За счет такой схемы компоновки второй параллельный вентилятор развивает мощность несколько ниже, чем в отдельно смонтированном варианте. Если рабочая точка В расположена рядом с зоной неустойчивости, то вентилятор центробежный может попадать в режим помпажа, воздух теряет свою первоначальную скорость.
Последовательное подключение вентиляторов

Технические характеристики двух последовательно подключенных вентиляторов

Последовательное подключение двух вентиляторов целесообразно в случае, если вентиляция иным методом не обеспечивает нужное давление в воздуховодах. Часто схема применяется во время монтажа пневматических транспортеров. Установка нескольких последовательных устройств позволяет понизить скорость движения лопаток, за счет чего уменьшается сила удара транспортируемых материалов о лопатки. При такой схеме общее давление суммируется.

Способы регулирования производительности

В некоторых случаях воздух должен изменять параметры своего движения, достижение такого эффекта на одном устройстве достигается несколькими методами:

Регулировкой при помощи дросселя. Изменение параметров может достигать до 40% первоначальных. Способ оправдан только для небольших вентиляторов.
Регулировкой скоростью вращения. Метод считается самым экономичным, воздух движется с различной скоростью и при этом КПД меняется в незначительных пределах. В зависимости от изменения скорости вращения меняется центробежная сила, действующая на потоки.
Регулирование положением направляющих лопаток

Зависимость производительности от угла поворота лопаток

Влияние геометрии лопаток на КПД вентиляторов при изменении скорости вращения

За счет перестановки лопаток изменяется угол захвата потока, воздух увеличивает или уменьшает скорость движения. Производительность устройства имеет прямую связь с углом поворота и значения отношений диаметров входного и выходного патрубков.

Устройство центробежного вентилятора: принцип действия, особенности работы

Центробежный вентилятор – устройство механического типа, которое способно работать с воздушными или газовыми потоками, имеющими низкий уровень увеличения давления. Крутящаяся крыльчатка обеспечивает движение воздушных масс. Система работы заключается в том, что кинетическая энергия увеличивает давление потока, который и оказывает противодействие всем воздуховодам и заслонкам.

Центробежный вентилятор намного мощнее осевого, при этом имеет экономных расход электроэнергии.

Данное устройство позволяет изменить направление воздушной массы с уклоном в 90 градусов. При этом во время работы вентиляторы не создают много шума, а за счет своей надежности их диапазон рабочих условий достаточно широк.

Некоторые особенности

Хотелось бы обратить внимание, что принцип действия центробежного вентилятора построен таким образом, что он качает постоянный объем воздуха, а не массу, что позволяет фиксировать скорость расхода воздуха. Кроме того, такие модели намного экономичней, чем осевые аналоги, а конструкцию при этом имеют проще.

Схема элементов центробежного вентилятора: 1 – ступица, 2 – основной диск, 3 – рабочие лопатки, 4 – передний диск, 5 – лопастная решетка, 6 – корпус, 7 – шкив, 8 – подшипники, 9 – станина, 10, 11 – фланцы.

Автопромышленность использует данные вентиляторы, чтобы охлаждать двигатели внутреннего сгорания, которые отдают «в пользование» свою энергию такому аппарату. Также это вентиляционное устройство применяется для перемещения газовых смесей и материалов в вентиляционных системах.

Могут использоваться как одно из составляющих систем отопления или охлаждения. Такая техника применима и с целью очистки и фильтрации промышленных систем.

Для обеспечения нужного уровня давления и расхода используется обычно целая серия вентиляторов. Конечно, центробежные модели имеют более высокую мощность, но при этом остаются экономичными (всего лишь 12% затрат от электричества).

Устройство центробежного вентилятора состоит из крыльчатки, которая оснащена несколькими шеренгами лопастей (ребер). В центре расположен вал, который проходит через весь корпус. Воздушные массы попадают с края, где находятся лопасти, далее за счет конструкции происходит их поворот на 90 градусов, а затем благодаря центробежной силе они разгоняются еще больше.

Вернуться к оглавлению

Типы приводных механизмов

Схема работы центробежного вентилятора.

Во многом на работу вентилятора, а именно на вращение лопастей, влияет тип привода. На сегодняшний день их 3:

Прямой. В данном случае крыльчатка напрямую соединена с валом двигателя. От скорости вращения мотора будет зависеть и скорость лопастей. В качестве недостатка этой модели выделяют следующие: если двигатель не имеет регулировки своей скорости, то и вентилятор будет работать в одном режиме. Но если учесть, что холодный воздух имеет более высокую плотность, то кондиционирование будет само по себе происходить быстрее.
Ременный. В данном типе устройства имеются шкивы, которые расположены на валу двигателя и крыльчатки. Соотношение диаметров шкивов обоих элементов влияют на скорость работы лопастей.
Регулируемый. Тут регулировка скорости происходит за счет наличия гидравлической или магнитной муфты. Ее месторасположение – промеж валов мотора и импеллера. Чтобы проще было осуществить этот процесс, такие центробежные вентиляторы имеют автоматизированные системы.

Вернуться к оглавлению

Составляющие центробежного вентилятора

Схема рабочих колес центробежных вентиляторов: а – барабанная, б – кольцевая, в, г – с коническими покрывающими дисками, д – однодисковые, е – бездисковые.

Как и любая другая техника, вентилятор будет исправно работать только при соответствующих элементах конструкции.

Подшипники. Чаще всего данный тип устройства имеет маслонаполненные подшипники роликового типа скольжения. Отдельные модели могут обладать водяной системой охлаждения, которая чаще всего применяется в работе с горячими газами, что предотвращает перегрев подшипников.
Лопасти и заслонки. Основная функция заслонок – управление газовыми потоками при входе и выходе. Отдельные модели центробежных эксгаустеров могут иметь их с обеих сторон или только с одной – входа или выхода. «Входящие» заслонки управляют количеством поступаемого газа или воздуха, а «выходящие» сопротивляются воздушному потоку, который управляет газом. Заслонки, что расположены на входе лопастей, способствуют уменьшению потребления электроэнергии.

Сами плицы находятся на втулке колеса центростремительного вентилятора. Есть три стандартных расположения лопастей:

лопасти загнуты вперед;
лопасти загнуты назад;
лопасти прямые.

В первом варианте лопасти имеют лезвия с направлением по движению колеса. Такие вентиляторы «не любят» твердых примесей в эрлифтных потоках. Основное их назначение – большой поток с низким давлением.

Второй вариант оснащен искривленными лезвиями против движения колеса. Таким образом достигается аэродинамический швеллер и относительная экономичность конструкции. Такой способ применяется в работе с потоками газовой консистенции низкого и умеренного уровня насыщения жесткими компонентами. В качестве дополнения имеют покрытие от повреждений. Очень удобно то, что такой центробежный вентилятор имеет широкий диапазон регулировок скоростей. Они намного эффективней моделей с лопастями, изогнутыми вперед или прямыми, хотя последние и стоят дешевле.

Третий вариант имеет лопасти, которые расширяются сразу от втулки. Такие модели имеют минимальную чувствительность к оседанию твердых частиц на лопастях вентилятора, но при этом издают много шума во время эксплуатации. Также они имеют быстрый темп работы, низкие объемы и высокий уровень давления. Часто используют с целью аспирации, в пневматических системах для транспортировки материалов и в других схожих работах.

Вернуться к оглавлению

Типы центробежных вентиляторов

Схема устройства центробежного насоса.

Есть определенные стандарты, по которым изготавливается данная техника. Следует выделить следующие типы:

1. Аэродинамическое крыло. Такие модели имеют широкое применение в сфере непрерывных работ, где постоянно присутствуют высокие температуры, чаще всего это нагнетательные и вытяжные системы. Имея высокий показатель по производительности, они бесшумны.
2. Обратно загнутые лопасти. Обладают высокой эффективностью. Конструкция этих вентиляторов препятствует накоплению пыли и мелких частиц на лопастях. Имеет достаточно прочную конструкцию, что позволяет применять их для областей с высоким угнетением.
3. Ребра, изогнутые в обратную сторону. Рассчитаны для большой кубатуры воздушных масс с относительно низким уровнем давления.
4. Радиальные лопасти. Достаточно прочны, могут обеспечить высокое давление, но со средним уровнем эффективности. Направляющие ротора имеют специальное покрытие, которое защищает их от эрозии. Кроме того, такие модели имеют достаточно компактные габариты.
5. Ребра, загнутые вперед. Предназначены для тех случаев, когда предстоит работа с большими объемами воздушных масс и наблюдается высокое давление. Эти модели тоже имеют хорошую стойкость к эрозии. В отличие от моделей «заднего» типа такие агрегаты имеют меньшие размеры. Такой вид крыльчатки имеет самый большой расход объема.
6. Гребное колесо. Данное устройство – открытое колесо без какого-либо корпуса или кожуха. Применим для помещений, где присутствует большая запыленность, но при этом, увы, такие устройства не обладают высокой эффективностью. Допустимо использование при высоких температурах.

Вентилятор зачастую устанавливают в печах, где очень высокая температура.

На выбор центробежного вентилятора могут влиять многие факторы: чистота «рабочего» воздуха, сфера предприятия (автомобильная, металлургическая и т.д.), плотность воздуха, высота над уровнем моря и другие.

особенности, устройство и виды, правила выбора

Содержание статьи:

Надежный центробежный вентилятор считается одним из наиболее простых и удобных приборов для нагнетания нужного количества воздушной массы в автономном режиме. Он делится на несколько видов по степеням давления и типу конструкции. Перед покупкой такого устройства стоит заранее изучить его характеристики, спецификацию и принцип функционирования, а также возможные достоинства и недостатки.

Конструктивные особенности и спецификация

Центробежный вентилятор используется для подачи свежего воздуха или устранения отработанных соединений

Вентилятор радиальный центробежный представляет собой механизм нагнетательного вида для генерации давления в различном диапазоне. Устройства такого типа применяют в системах вентиляции промышленных, коммунальных и коммерческих зданий с целью подачи чистого воздуха и ликвидации опасных летучих компонентов. Они имеют максимально простое строение, которое включает корпус спирального вида, рабочее колесо, лопасти, а также двигатель. Внутренний механизм вентилятора приходит в движение благодаря электрическому мотору либо элементу, отвечающему за вращение вала с крыльчаткой. Приборы этой категории можно устанавливать в помещениях, где соблюдаются определенные условия:

поддержание температуры на уровне, не превышающем 80 градусов;
содержание механических компонентов в воздухе не более 1 г/м³;
отсутствие волокнистых частиц и липких веществ в гуще воздушной массы.

Роторный центробежный вентилятор подходит для вентиляционных и отопительных систем индивидуальных и многоэтажных строений, фильтрационных сельскохозяйственных устройств, выдачи и очищения воздуха в зданиях нежилого типа. Помимо этого воздуходувки применяют в системах для пожаротушения и с целью ускоренной замены воздушных масс в ограниченных пространствах. Более экономичными считаются модели с колесами, лопасти которых загибаются назад, поскольку они потребляют гораздо меньше электричества и быстро справляются с перегрузками системы.

Перед покупкой стоит заранее узнать, из чего состоит центробежный вентилятор, чтобы вовремя устранить возможные неисправности при необходимости и предотвратить аварию.

Принцип работы

Устройство и принцип работы центробежного вентилятора

Вентиляторы этого типа представлены в двух вариантах: с радиальным или осевым входным отверстием для всасывания воздушного потока. На первоначальном этапе воздушные массы выходят на поверхность крутящегося импеллера. Далее лопатки крыльчатки делят их и переносят внутрь стандартной камеры, где происходит сжимание масс воздуха. На следующем этапе запускается процесс нагнетания потоков в камере и повышается давление газа.

Заключительный цикл работы вентилятора включает отвод сжатого газового вещества к отверстию выхода, после чего воздух начинает поступать в центральный воздуховод и двигаться в заданном направлении. Во время разрежения воздушная масса перемещается от трубопровода либо из замкнутого пространства и затем выводится в окружающую среду либо дополнительное помещение.

Виды центробежных вентиляторов

Принцип функционирования и устройство вентилятора напрямую зависят от его типа. С учетом направления движения масс воздуха такие приборы могут быть вытяжными или оснащаться функцией всасывания с двух сторон. Также их разграничивают по направлению вращения, которое бывает левым или правым. Главным критерием является величина давления воздуха внутри конструкции.

Низкого давления

Вентиляторы высокого давления применяются в помещениях с большой площадью

Низким считается давление величиной до 1000 Па, такие вентиляторы имеют сплошной спектр уровня шумности, состоящий из вихревого и приграничного шумов. Они разделяются на две категории в зависимости от скорости вращения основного колеса, которая составляет менее 30 м/с для первого и 30-50 м/с для второго классов.

Среднего давления

Приборы среднего типа создают воздушные потоки с давлением в пределах 1000-3000 Па. Их устанавливают в отопительных и вентиляционных системах, предназначенных для больших помещений разного назначения. Такие вентиляторы оснащены входными отверстиями с меньшим диаметром и количеством лопаток по сравнению с аналогами низкого давления.

Высокого давления

Такие устройства способны создавать давление воздушного потока, превышающее 3000 Па, и используются для монтажа в системах для вентилирования помещений с большой площадью, включая складские, производственные и торговые. Также они используются с целью выдачи масс воздуха в сушильные печи, во время монтажа систем пневматического перемещения грузов и для прочих нужд.

Конструктивные исполнения

Вентилятор центробежный стандартный вытяжной бывает напольным либо настольным в зависимости от конструкции. Варианты первого типа предназначены для больших помещений, их чаще используют на производстве. Настольные модели более компактные и простые в обслуживании, помимо этого они не доставляют проблем в процессе установки. Устройства для вентилирования различаются и по направлению движения стационарных колес, правосторонние вращаются по часовой стрелке, левосторонние в противоположную сторону. Колеса могут закрепляться различными способами и запускаться с помощью электрического двигателя или клиноременной передачи.

Правила выбора

Центробежный вентилятор для частного дома выбирают по КПД и потребляемой мощности

Специалисты рекомендуют выбирать модели, требующие меньшее количество энергии и имеющие максимальный КПД в рабочей точке. Прибор подбирают по специальному графику, отдавая предпочтение вариантам, которые ближе всего располагаются к заданным параметрам. На такой схеме определяют рабочий режим или точку с учетом пересечения этого пункта с прямой линией равного ей КПД, этот метод подбора является основным.

По точке также производят предельные расчеты вентиляционной сети, при которых принимают во внимание допуски на полноценное давление. При выборе центробежного устройства следует учитывать аэродинамические, шумовые и другие опции, которые присутствуют у вентиляторов общего типа. Оптимальным вариантом станет шумозащитная современная модель, дополненная вытяжкой и системой охлаждения.

Перед покупкой устройства нужно заранее узнать, в какой среде он будет работать. Обычные приборы могут функционировать при температуре воздуха до 80 градусов, в воздушной массе, не содержащей химически активных веществ. Для применения в тяжелых условиях используют центробежные асинхронные вентиляторы, назначение и конструкция которых позволяет им справляться с загрязненным воздухом.

Достоинства и недостатки

Вентилятор в системе воздуховодов

Центробежные приборы отличаются от аналогов высоким уровнем производительности, позволяющими им быстро и качественно охлаждать воздух в помещениях. Такие модели полностью безопасны и удобны за счет идущих вниз воздушных потоков, что делает их идеальным выбором для производственных нужд. Оптимальное соотношение цены и качества дает возможность использовать их и в быту, подобрав нужную модель под конкретный дизайн интерьера и индивидуальные потребности. В перечень основных плюсов центробежных устройств входят:

компактные габариты;
малое количество пусковых токов;
возможность регулировать производительность;
защита от чрезмерных нагрузок.

У центробежных устройств практически нет минусов. Некоторые пользователи отмечают более высокий уровень шума центробежных вентиляторов, особенно канальных и кухонных, по сравнению с аналогичными приборами.

Центробежный (радиальный) вентилятор: принцип действия, назначение, схема

Центробежный (радиальный) вентилятор — это механическое устройство, создающее газовые или воздушные потоки низкого давления. Принцип работы следующий: кинетическая энергия передаётся вращающейся крыльчаткой, увеличивая давление потока, что используется для управления шиберами, заслонками в воздуховоде, позволяя изменить направление с уклоном до восьмидесяти градусов.

По конструкции устройства надёжные, относительно бесшумные и экономные. Расчёт ведётся по постоянному объёму газов, не по массе, позволяя учитывать расход.

Содержание статьи:

Виды приводов

Существует три вида приводов конструкций, которые определяют мощность и вращение лопастей:

Прямой, когда крыльчатка сидит на одном валу с двигателем, определяя обороты лопастей. Если скорость двигателя не регулируется, то и у крыльчатки тоже.
Ременной. Усилие передаётся через шкивы. Меняя соотношение шкивов можно менять усилие.
Регулируемый. Наличие магнитной и гидравлической муфты между валом мотора и импеллера, позволяет регулировать режим, для чего имеются специальные устройства.

По способам применения отличают принудительные и нагнетательные. Канальные центробежные вентиляторы используются для размещения внутри воздуховодов.

Многозональные высокопроизводительны и применяются для вентилирования и удаления дыма. Устанавливаются в подвалах и на чердаках. Благодаря нескольким фланцевым соединениям модуль может обслуживать вентиляционную систему большого дома.

Движение рабочих колёс определяет отличия. Правосторонние от левого вращения. При двухстороннем всасывании направление определяется со стороны против привода.

Требования по эксплуатации

Определяются техническими характеристиками. Температурный режим не должен превышать восьмидесяти градусов, а для двухсторонних устройств, не более шестидесяти.

При наличии механических примесей на один кубометр не более одного грамма. Анализируется показатель давления, частота вращения лопастей, уровень шума.

Хороший механик всегда подберёт к существующим условиям то, что нужно.

Бытовые модели всегда отличались высокой производительностью, скоростью потока.

Рабочие лопатки – сердце центробежного вентилятора, имеющее лопатки радиально расположенные, загнутые назад или вперёд.

С одним рабочим колесом – низконапорные, с двумя или тремя – среднего напора. В зависимости от рабочей среды, ширины дисков, скорости, направления вращения – правого или левого.

Монтаж

Перед началом монтажа визуально убедиться в целостности, проверить, соответствуют ли характеристики по паспорту с документами.

Прозвонить на сопротивление изоляции, просушить. Проверить состояние ростверка по СНиП. Далее монтаж радиальных вентиляторов сводится к следующему списку действий:

Установить рамы.
Укрепить.
Подготовить подъёмные механизмы.
Застропить модуль, сделать пробный подъём.
Установить, временно закрепить агрегат к раме.
Соединить двигатель с вентилятором.
Удалить временные подставки.
Установить.
Окончательный крепёж.
Монтировать ограждение.
Пробный пуск.

Далее необходимо отбалансировать, турбину, проверив баланс нанесением одной риски на турбину и корпус. При прокручивании риски никогда не совпадают, если балансировка сделана правильно и наоборот – если метка постоянно занимает одно положение.

Зазор между корпусом и турбиной не допускается более четырёх процентов от диаметра колеса, а между колёсами не более одного.

ППР – проект производства работ оговаривает способы монтажа, мест и механизмы.

Стропы для монтажа обязательно инвентарные.

Чтобы не повредить анкерные болты подкладывают деревянные бруски, по окончании монтажных работ снимают.

Окончательная установка делается по байпасу с помощью деревянных клиньев на резиновую виброизолирующую прокладку толщиной до двадцати пяти миллиметров.

Назначение

Военный инженер Саблуков предложил к применению устройство, ставшее незаменимым в конвекции газа – воздушной смеси в больших объёмах.

Применяются центробежные вентиляторы для вытяжки и двухстороннего всасывания. В большинстве случаев используются модули с выходом на круглые сечения от ста до четырёхсот миллиметров.

Прямоугольные – от трёхсот на сто пятьдесят миллиметров, до пятисот на тысячу пятьсот миллиметров, что даёт возможность применения в промышленности. Ниже приведен список мест, где еще используются радиальные вентиляторы.

Другие области применения:

Кухни, санитарные узлы, ванные комнаты.
Вредное производство – для быстрого удаления и очищения грязного воздуха.
В сельском хозяйстве: на животноводческих комплексах, птичниках, теплицах.
Торговых центрах, автобазах — для удаления взрывоопасных смесей.

Ремонт

Текущий – устранение мелких неполадок, чистка от ржавчины, грязи. Смазка, замеры вибрации. Осмотр корпуса на наличие трещин. Проводится во время дежурных смен.

Средний – Включает все работы по текущему ремонту, а также предусмотренные графиком планового ремонта – проверка состояния подвижных узлов по индикатору.

Капитальный – проверка фундамента, анкерных болтов, испытания корпуса со вскрытием. Очистка от грязи, ржавчины. Выявление деформаций, замеров на вибрацию. Проверяется состояние подшипников, осевой люфт.

Кандидат технических наук. Начальник Центра образовательных стандартов и программ «Московского государственного строительного университета» (НИУ «МГСУ»).

От центра под углом. Устройство центробежного вентилятора

Устройство центробежного вентилятора должно рассматриваться совместно с устройством всей системы вентиляции, так как некоторые конструкции центробежных вентиляторов выполняются для определенных задач (крышные вентиляторы, бытовые настенные вентиляторы и т.д.).

Рассматривая принцип работы центробежного вентилятора, который основан на перемещении воздуха из центра рабочего колеса в стороны, нужно учитывать особенности такой работы. То есть всасывание воздуха в корпус центробежного вентилятора может производиться через различные отверстия, и он подается в центр крыльчатки. Вращаюсь, крыльчатка распределяет воздух от центра к краям, тем самым создавая зону разряжения в центре и зону повышенного давления за пределами лопастей. Разряженная зона втягивает новый объем воздуха, а зона с повышенным давлением выталкивает воздух далее по вентиляционным каналам.

Но представленная схема не отражает всех особенностей конструкции и не может считаться полноценной. Для детального ознакомления необходимо разобрать конструкцию по элементам и выяснить их назначение.

Конструкция корпуса центробежного вентилятора

Корпус центробежного вентилятора может быть различным от классической «улитки» до современных каплеобразных моделей. Также корпуса могут содержать электрический двигатель внутри или иметь выход основного вала для подключения внешних приводов.

Конструкция корпуса предусматривает наличие входного отверстия, которое расположено в одной оси с рабочим колесом. Выходное отверстие обычно выполняется под углом 90° и со смещением (ось выходного отверстия является касательной к внешней окружности рабочего колеса). Это обусловлено наилучшим выбросом воздуха из центробежного вентилятора в таком направлении.

Но существуют другие конструкции корпусов центробежных вентиляторов, которые производят выброс в различных направлениях или с созданием воздушного потока в одной оси с входящим отверстием. Такая конструкция обладает меньшими габаритами и может использоваться в качестве канальных вентиляторов. Но такой принцип работы значительно уступает по производительности стандартной конструкции из-за большого количества поворотов направленности воздушного потока внутри устройства.

Конструкция рабочего колеса (крыльчатки) центробежного вентилятора

Рабочее колесо (или крыльчатка) центробежного вентилятора своим внешним видом напоминает колесо водяной мельницы. То есть стандартная (классическая) конструкция предполагает наличие одного сплошного диска и одного плоского кольца того же диаметра. Лопасти крыльчатки располагаются максимально ближе к краю диска и соединяются кольцом. Угол наклона лопастей зависит от конкретного назначения и принципа работы центробежного вентилятора (реверсивный, с минимальным энергопотреблением, определенный уровень создаваемого давления и т.д.).

Захват воздуха происходит по центру рабочего колеса и распределяется по всему периметру лопастями. За пределами рабочего колеса создается высокое давление, что обуславливает вытеснение воздуха через выходное отверстие.

Описанный принцип работы в последнее время несколько изменен некоторыми производителями, которые применяют сложные конструкции крыльчаток и особую форму лопастей. Это делается с целью повышения основным параметров центробежного вентилятора и минимизации негативных составляющих.

Привод центробежного вентилятора и способы подключения

В последнее время повсеместно применяются электрические двигатели в качестве привода для вентиляционного оборудования. Многие производители стараются создать такие электродвигатели, которые будут иметь максимально удобную форму и минимальные размеры с сохранением мощности и скорости вращения. Эти задачи трудновыполнимы и исключают взаимозаменяемость двигателей разных моделей.

Подобные проблемы возникают при создании центробежных вентиляторов с двигателем, размещенным внутри корпуса. Но промышленные центробежные вентиляторы для больших вентиляционных систем полностью лишены похожих сложностей благодаря расположению двигателя за пределами корпуса.

Электрический двигатель с внешней установкой располагается на специальных конструкциях, кронштейнах или подставках (полках). Соединение двигателя с валом вентилятора происходит посредством муфт или через ременные передачи. Применение ременной передачи позволяет добиться необходимой скорости вращения рабочего колеса отличной от скорости вращения двигателя. Также ременная передача допускает некоторые отклонения от параллельности валов, исключает их повреждение при заклинивании и не передает вибрации между вентилятором и приводом.

В качестве электрических двигателей применяются однофазные или трехфазные модели, а также двигатели с подключением к сети постоянного тока. Не исключается применение других (не электрических) двигателей для центробежных вентиляторов с выходом основного вала за пределы корпуса (промышленные центробежные вентиляторы большой мощности). Применение электродвигателей стандартной номенклатуры позволяет подключать их к системе управления и автоматизации технологического процесса.

Конструкция и устройство центробежных вентиляторов современных производителей снабжаются всевозможными новшествами, которые направлены на улучшение характеристик. Подобные усовершенствования касаются все элементов конструкции и могут представлять собой совсем другие конструкции от описанных. Это связано с тем, что все производители стремятся создать универсальное устройство, которое может выполнять широкий спектр задач в области вентиляции. Не всегда эти попытки приводят к хорошему результату. Обычно конструкция нагромождается всевозможными электронными устройствами или классические решения выдаются за новые. Это приводит к удорожанию центробежного вентилятора без существенных изменений его основных параметров.

Надежный и долговечный центробежный вентилятор — это простая конструкция, которая обладает высокими показателями и выполнена с четкой проработкой всех параметров механических элементов.

Центробежный вентилятор — статья энциклопедии

(PD) Изображение: Агентство по охране окружающей среды США
Рисунок 1: Компоненты центробежного вентилятора

Центробежный вентилятор (также называемый вентилятором с короткозамкнутым ротором ) представляет собой механическое устройство для перемещения воздуха или других газов. Как показано на Рисунке 1, он имеет колесо, состоящее из нескольких лопастей, установленных вокруг ступицы, которая вращается на приводном валу, проходящем через корпус вентилятора. Газ поступает со стороны колеса, поворачивается на 90 градусов и ускоряется за счет центробежной силы, когда он проходит через лопасти вентилятора и выходит из корпуса вентилятора.^[1]

Центробежные вентиляторы могут создавать повышение давления в потоке газа. Они обычно используются для перемещения воздуха в системах центрального отопления и охлаждения. Они также используются в некоторых системах контроля загрязнения воздуха, а также в различных промышленных процессах.

Компоненты вентилятора

Основными компонентами типичного центробежного вентилятора являются крыльчатка вентилятора, корпус вентилятора, приводной механизм и впускные и / или выпускные заслонки.

Виды приводных механизмов

Привод вентилятора определяет скорость вращения крыльчатки вентилятора и степень, в которой эта скорость может изменяться.Есть три основных типа приводов вентилятора. ^[1]

Прямой привод

(PD) Изображение: Агентство по охране окружающей среды США
Рис. 2: Центробежный вентилятор с ременным приводом.

Ременная передача

Как показано на рис. 2, в вентиляторах с ременным приводом используется несколько ремней, которые вращаются в наборе шкивов, установленных на валу двигателя и валу крыльчатки вентилятора.Ремни передают механическую энергию от двигателя к вентилятору.

Скорость вращения крыльчатки вентилятора (выражается в оборотах в минуту, сокращенно об / мин) зависит от отношения диаметра шкива двигателя к диаметру шкива крыльчатки вентилятора и может быть получена из следующего уравнения: ^[1]

где:
	= скорость вращения крыльчатки вентилятора в оборотах в минуту
	= скорость двигателя, указанная на паспортной табличке, в оборотах в минуту
	= диаметр шкива двигателя
	= диаметр шкива крыльчатки вентилятора

Скорость вращения крыльчатки в вентиляторах с ременным приводом фиксирована, если только ремни не проскальзывают.Проскальзывание ремня может снизить скорость вращения крыльчатки вентилятора на несколько сотен оборотов в минуту (об / мин).

Регулируемый привод

Вентиляторы с регулируемым приводом используют гидравлические или магнитные муфты (между валом крыльчатки вентилятора и валом двигателя), которые позволяют регулировать скорость вращения крыльчатки вентилятора независимо от скорости двигателя. Регуляторы скорости вращения вентилятора часто интегрируются в автоматизированные системы для поддержания желаемой скорости вращения крыльчатки вентилятора. ^[1]

Альтернативный метод изменения скорости вращения вентилятора заключается в использовании электронного привода с регулируемой скоростью, который регулирует скорость двигателя, приводящего в движение вентилятор.Это обеспечивает лучшую общую энергоэффективность при пониженных скоростях, чем гидравлические или магнитные муфты.

Заслонки вентилятора

Регулируемые подвижные заслонки вентилятора, используемые для управления потоком газа в центробежный вентилятор и из него. Они могут быть установлены на входной или выходной стороне вентилятора, либо на обеих сторонах. Демпферы на выходной стороне создают гидравлическое сопротивление, используемое для регулирования потока газа. Демпферы на впускной стороне предназначены для управления потоком газа, а также для изменения способа поступления газа в крыльчатку вентилятора.

Впускные заслонки снижают потребление энергии вентилятором за счет их способности влиять на поток воздуха в вентилятор. ^[1]

Лопасти вентилятора

(PD) Изображение: Агентство по охране окружающей среды США
Рис. 3: Типы лопастей центробежных вентиляторов.

Крыльчатка вентилятора состоит из ступицы, на которой закреплено несколько лопастей вентилятора. Лопасти вентилятора на ступице могут быть расположены тремя различными способами: загнутыми вперед, загнутыми назад или радиально. ^[1]

Лезвия с загнутыми вперед лопатками

Лопасти с загнутыми вперед загнутыми лопатками, как показано на Рисунке 3 (а), используют лопасти, которые изгибаются в направлении вращения крыльчатки вентилятора.Они особенно чувствительны к твердым частицам. Лопасти с загнутыми вперед лопатками предназначены для работы в условиях высокого расхода и низкого давления.

Лезвия с назад загнутыми лопатками

Лопасти с загнутыми назад лопатками, как на Рисунке 3 (b), используют лопасти, которые изгибаются против направления вращения крыльчатки вентилятора. Эти типы крыльчаток вентилятора используются в вентиляторах, предназначенных для обработки газовых потоков с относительно низким содержанием твердых частиц, поскольку они склонны к накоплению твердых частиц. Вентиляторы с загнутыми назад лопатками более энергоэффективны, чем вентиляторы с радиальными лопастями.Лопатки с загнутыми назад лопатками используются в системах с высоким давлением и низким расходом.

Лезвия радиальные прямые

Номинальные характеристики центробежного вентилятора

В США производители вентиляторов предлагают табличные значения производительности вентилятора .^[2] Для каждого вентилятора изготовителя в таких таблицах указано, какое давление нагнетания создается для данного объема стандартного воздуха , обрабатываемого вентилятором, и сколько мощности должно обеспечивать приводной двигатель вентилятора. В таких таблицах используются следующие конкретные единицы измерения:

Создаваемое статическое давление нагнетания, обозначенное как (SP), в дюймах водяного столба, которое может обозначаться как (в H ₂ O), («H ₂ O) или (»). [Примечание: 1 дюйм водяного столба равен 248.8 Па]

Объем обрабатываемого стандартного воздуха в кубических футах в минуту (CFM). [Примечание: 1 кубический фут равен 0,0283 м ³]

Количество мощности, которое должно быть обеспечено приводным двигателем вентилятора в тормозной мощности (л.с.). [Примечание: 1 тормозная мощность составляет 745,7 Вт или 745,7 Дж / с]

Производители вентиляторов определяют стандартный воздух как чистый, сухой воздух при абсолютном давлении 14,696 фунтов на квадратный дюйм (101.325 кПа) и температуре 70 ° F (21 ° C), что соответствует воздуху со стандартной плотностью 0,075 фунта / фут ³ (1,20 кг / м ³). Таким образом, таблицы с рейтингом производительности вентилятора основаны на перемещении стандартного воздуха при температуре 70 ° F и абсолютном давлении 14,696 фунтов на квадратный дюйм и плотности 0,075 фунта / фут ³. ^[2]

Центробежный вентилятор — это устройство постоянного объема, которое перемещает одинаковое количество воздуха при двух разных температурах. Таким образом, центробежный вентилятор, который перемещается на 2000 футов ³ / мин (56 м ³ / мин) при 70 ° F (21 ° C), также будет перемещаться на 2000 футов ³ / мин при 250 ° F (121 ° C). ).Однако, поскольку данный объем воздуха 250 ° F весит намного меньше, чем тот же объем воздуха 70 ° F, вентилятор будет создавать более низкое давление нагнетания и потребует меньшей мощности приводного двигателя при перемещении более горячего воздуха.

Таким образом, например, при выборе вентилятора для работы с 2000 футов ³ / мин при 250 ° F, необходимо применить поправочный коэффициент плотности воздуха , чтобы выбрать вентилятор надлежащего размера для создания давления нагнетания, скажем, 6 дюймов. воды (1493 Па). Поправочный коэффициент для плотности воздуха определяется как плотность воздуха при стандартной температуре 70 ° F по отношению к плотности воздуха при нестандартных условиях.В этом примере, поскольку воздух при температуре 250 ° F весит только 75% от воздуха при температуре 70 ° F, поправочный коэффициент для плотности воздуха равен 1,33 (то есть 1,0 ÷ 0,75). Таким образом, выбираемый вентилятор должен быть рассчитан на создание давления нагнетания 8 дюймов водяного столба (т. Е. 1,33 × 6) при работе 2000 футов ³ / мин со стандартным воздухом при 70 ° F. Если таблица с рейтингом производительности показывает, что такому вентилятору требуется 4 тормозных лошадиных силы, то рабочая мощность будет составлять только 3 лошадиные силы (т. Е. 4 ÷ 1.33) при работе с более легким воздухом при температуре 250 ° F.

Каталоги продукции большинства производителей вентиляторов обычно содержат таблицу поправочных коэффициентов плотности воздуха , которые учитывают как температуру обрабатываемого воздуха, так и высоту, на которой вентилятор должен работать. В более высокогорных районах атмосферное давление воздуха ниже и, следовательно, плотность воздуха ниже. ^[3]

Закон о вентиляторах

В установившейся системе основные законы вентилятора, регулирующие влияние изменений скорости вращения крыльчатки (RPM) на объем (CFM), статическое давление нагнетания (SP) и рабочую мощность приводного двигателя (BHP): ^{[4 ]}

Ассоциация воздушного движения и контроля (AMCA)

В таблицах производительности центробежных вентиляторов указаны обороты вентилятора и требования к мощности для заданных кубических футов в минуту и статического давления при стандартной плотности воздуха.Если производительность центробежного вентилятора не соответствует стандартным условиям, производительность необходимо преобразовать в стандартные условия перед вводом в таблицы производительности. Центробежные вентиляторы, классифицированные Ассоциацией движения и контроля воздуха (AMCA) ^[5], проходят испытания в лабораториях с испытательными установками, имитирующими установки, типичные для этого типа вентиляторов. Обычно они проходят испытания и классифицируются как один из четырех стандартных типов установки, как указано в стандарте AMCA 210. ^[6]

Стандарт AMCA 210 определяет единые методы проведения лабораторных испытаний корпусных вентиляторов для определения скорости воздушного потока, давления, мощности и эффективности. , при заданной скорости вращения.Цель стандарта AMCA 210 состоит в том, чтобы определить точные процедуры и условия тестирования вентиляторов, чтобы оценки, предоставленные различными производителями, были на одной основе и их можно было сравнивать.

Список литературы

Центробежные вентиляторы — Rosenberg Ventilatoren GmbH

Rosenberg предлагает широкий ассортимент центробежных вентиляторов для различных областей применения. В дополнение к различным конструкциям корпуса центробежные вентиляторы Rosenberg предлагаются как с односторонним, так и с двусторонним всасыванием. Кроме того, вентиляторы также доступны с разными приводами. Используются энергосберегающие ЕС-двигатели с внешним ротором, обычные двигатели переменного тока с внешним ротором, а также стандартные двигатели IEC.

Различают также вентиляторы с крыльчатками, загнутыми вперед или назад.

Диапазон	Тип	Приложения
EC-Центробежные вентиляторы с назад загнутыми лопатками	EHAG …	В этой серии для привода используются только энергоэффективные ЕС-двигатели с внешним ротором. Высокопроизводительные центробежные вентиляторы с загнутыми назад лопатками специально разработаны для использования в современном оборудовании для вентиляции и кондиционирования воздуха и подходят для транспортировки слегка запыленного воздуха и слегка агрессивных газов и паров.Размеры соответствуют стандартной серии номеров R20 по DIN323.
Центробежные вентиляторы с загнутыми назад центробежными рабочими колесами	E / DHA …	Эти центробежные вентиляторы были разработаны специально для использования в современном оборудовании для вентиляции и кондиционирования воздуха и подходят для транспортировки слегка запыленного воздуха и слегка агрессивных газов и паров. Размеры соответствуют стандартной серии номеров R20 согласно DIN232.
Центробежные вентиляторы со стандартным двигателем IEC и центробежными крыльчатками с загнутыми назад лопатками	EHN …	Высокопроизводительные центробежные вентиляторы серии EHN … подходят для транспортировки чистого или слегка запыленного воздуха и слегка агрессивных газов и паров. Они не газонепроницаемы. Допустимая температура транспортируемой среды от -30 ° C до 60 ° C.

Центробежные вентиляторы с назад загнутыми лопатками

Диапазон	Тип	Приложения
Центробежные вентиляторы с загнутыми вперед центробежными рабочими колесами	E / DRA…	Эти центробежные вентиляторы были разработаны специально для использования в современном оборудовании для вентиляции и кондиционирования воздуха и подходят для транспортировки слегка запыленного воздуха и слегка агрессивных газов и паров. Размеры соответствуют стандартной серии номеров R20 согласно DIN232.
Центробежные вентиляторы высокой производительности с характеристиками проскальзывания	E / DRA …	Используя специально разработанные двигатели с внешним ротором и высоким сопротивлением ротора, мы разработали ряд центробежных вентиляторов с чрезвычайно высоким проскальзыванием в сочетании с центробежными рабочими колесами с загнутыми вперед лопатками.Двигатель с внешним ротором регулирует свои рабочие характеристики в зависимости от нагрузки, и это изменяет скорость в зависимости от общего давления. Это особенно выгодно в системах, в которых сопротивление изменяется во время работы, например, с грязными фильтрами, управляемыми заслонками при подключении и отключении воздуховодов, а также для чистых помещений.
Центробежные вентиляторы со стандартным двигателем IEC и центробежными крыльчатками с загнутыми вперед лопатками	ERN…	Высокопроизводительные центробежные вентиляторы серии ERN … подходят для транспортировки чистого или слегка запыленного воздуха, а также слегка агрессивных газов и паров. Они не газонепроницаемы. Допустимая температура транспортируемой среды от -30 ° C до 60 ° C.

Центробежные вентиляторы с вперед загнутыми лопатками

Drfa146 Drfa160 Центробежный вентилятор 220 вольт охлаждающий для устройства

сервера связи

DRFA146 DRFA160 Центробежный вентилятор с вентиляторным охлаждением 220 В для серверного устройства связи

Обзоры продуктов

Описание продукта

0 Класс изоляции		Класс «B» или «F»
Управление скоростью	Регулятор скорости переменного тока (AC), вход 0 ~ 10 В постоянного тока / ШИМ (DC EC)
Тип защиты	IP44
Диэлектрическая прочность	5 мА макс.при 1500 В переменного тока 50 Гц / с между корпусом и клеммой (+)
EMC	EMC EN61000-6-3; EN 61000-6-1; EN61000-6-2 / 3
Материал рабочего колеса	PA66 Пропилен с усилением из стекловолокна
Система подшипников	Шарикоподшипник с двумя NMB, не требующий обслуживания
Срок службы	50000 часов (L10) при 40 ° C в помещении, относительная влажность 15% ~ 65%
Подводящий провод	AWG # 22 UL1007 (Controls), AWG # 18 UL1007 (Mains)
Approval	CE , Соответствие CCC, ErP2015 и RoSH
Гарантия	18 месяцев после поставки

Напряжение

Спецификация
Код товара: DRFA160
Частота (Гц)	Номинальный Ток (A)	Входная Мощность (Вт) 90 003	Скорость (об / мин)	Расход воздуха (CFM)	Расход воздуха (м3 / ч)	Статическое давление (Па)	Шум дБ (A )	Вес нетто (кг)
230 В	50/60	≤1.8	410	1850	705	1195	730	64	5.9
230V27 03		≤0,79 / 1,07	180/245	1300/1350	730	1240	200	63	63	5
Код товара: GRFA160
230 В	50/60	≤1,05	240	2100		2100		150	72	2,6

Кривые характеристик

Центробежный вентилятор

Рисунок 1: Компоненты центробежного вентилятора

Рисунок 2: Центробежный вентилятор

Центробежный вентилятор (также вентилятор , или вентилятор с короткозамкнутым ротором , как он выглядит как колесо хомяка) — это механическое устройство для перемещения воздуха или других газов. Он имеет крыльчатку вентилятора, состоящую из нескольких лопастей или ребер вентилятора, установленных вокруг ступицы. Как показано на рисунке 1, ступица включает карданный вал, проходящий через корпус вентилятора. Газ поступает со стороны крыльчатки вентилятора, поворачивается на 90 градусов и ускоряется за счет центробежной силы, когда он протекает через лопасти вентилятора и выходит из корпуса вентилятора.^[1]

Центробежные вентиляторы могут вызывать повышение давления в потоке газа. Соответственно, они хорошо подходят для промышленных процессов и систем контроля загрязнения воздуха. Они также распространены в системах центрального отопления / охлаждения.

Центробежный вентилятор был изобретен русским военным инженером Александром Саблуковым в 1832 году и нашел свое применение как в легкой промышленности России (например, производство сахара), так и за рубежом. ^[2]