Осевые вентиляторы: характеристики, разновидности и монтаж

Разновидности и области применения осевых вентиляторов

Очень сложно в наше время найти квартиру, завод или склад, где не использовались бы вентиляторы. С их помощью кухонная вытяжка удаляет лишние запахи, в сушильной камере равномерно распределяется циркуляция горячего воздуха, в бытовых приборах работает система охлаждения, в ванной поддерживается нормальный микроклимат. Чаще всех в быту и промышленности встречается осевой вентилятор.

Особенности строения и принцип работы

Чтобы разобраться в обозначениях на коробке, нужно рассмотреть строение прибора. Осевой (аксиальный) вентилятор состоит из следующих элементов:

  • крыльчатки (винта и лопастей);
  • оси, на которую крепится крыльчатка;
  • корпуса, чаще всего округлой формы;
  • электродвигателя, приводящего в движение ось с установленной на ней крыльчаткой.

Четких параметров для размера лопастей нет. Их длина может составлять несколько десятков сантиметров, если это напольный или настенный осевой вентилятор для бытового использования, и до нескольких метров у моделей промышленного предназначения. Чаще всего в быту и промышленности используют осевые вентиляторы низкого давления.

Принцип работы вентилирующего устройства прост:

  1. Прочно прикрепленный к оси двигатель передает на ось энергию вращения.
  2. Обороты оси с закрепленной на ней крыльчаткой соответствуют количеству оборотов, произведенных двигателем.
  3. Из-за того, что лопасти устройства закреплены под необходимым углом, во время работы устройства воздух перемещается вдоль оси.

Технические моменты

Для изготовления крыльчатки применяются легкие материалы. Она может быть:

  • пластиковой;
  • дюралевой;
  • алюминиевой;
  • для воздушного перегона агрессивных сред – из нержавеющей стали.

Использование облегченных материалов обусловлено тем, что для вращения лопастей не требуется мощный двигатель. Даже на промышленных воздухонагнетателях редко применяются двигатели с мощностью свыше 800 Вт.

Основные технические характеристики устройства зависят от:

  • направления вращения оси (влево или вправо);
  • количества лопаток-лопастей;
  • формы лопастных лопаток (изогнутые или плоские);
  • мощности установленного двигателя;
  • размера крыльчатки в диаметре;
  • формы корпуса (чаще всего, корпус имеет форму цилиндра);
  • защитной методики для снижения травматизма: решетка или жалюзи.

Иногда путают центробежные и осевые вентиляторы, считая, что это одно и то же, но разница между этими усиливающими поток воздуха устройствами большая. Они отличаются по техническим характеристикам и по принципу работы.

Разновидности осевых (аксиальных) вентилирующих приборов

Различаются приспособления по разным параметрам:

  • по предназначению:
  1. Настенные. Установка их проводится внутри шахт вентиляции или на выходе за решеткой вентиляционного отверстия. Для увеличения охлаждения на выходе часто проводится установка диффузора, благодаря которому повышается аэродинамика осевых вентиляторов.
  2. Потолочные, когда вращение крыльчатки, установленной на длинной оси под потолком, обеспечивает циркуляцию воздуха в помещении.
  3. Крышные. К этой разновидности относятся все аксиальные приборы, установленные на крыше, в том числе и осевые вентиляторы дымоудаления.
  4. Оконные обычно устанавливаются на форточку и работают по принципу мини-кондиционера, а предусмотренная в конструкции стеновая панель облегчает монтаж изделия на оконном проеме. Аэродинамика осевых вентиляторов позволяет без лишних энергозатрат с помощью оконных механизмов наполнить комнату свежим уличным воздухом.
  5. Напольные. К ним относится большинство бытовых приборов для охлаждения или нагрева (напольные обогреватели с компактным приборчиком для разгона теплого воздуха).
  6. Бытовые. К ним можно отнести охладители системного компьютерного блока, охлаждение автомобильного двигателя, подачу горячего воздуха в фене.
  7. Корпусные. Эти модели предназначены для охлаждения электроприборов или для усиления циркуляции воздуха в небольшом помещении, отличаются маленьким расходом энергии и низким уровнем шума.
  8. С решеткой. Использование вентилирующего прибора с решеткой очень удобно: наличие решетки позволяет производить монтаж в любом месте, где есть подключение к электросети, при работе издает слабый шум.
  9. С настенной панелью. Благодаря наличию панели, прибор для вентиляции удобен для стенового или оконного монтажа, их чаще всего используют для усиления воздушного потока.
  10. Вытяжные. Модели этого типа активно всасывают приточный воздух, но выдувают слабее. Частично решить эту проблему помогает установка диффузора.
  11. Нагнетающие. Этот тип характеризуется хорошим выдувом и слабым всасыванием приточных масс.
  • по особенностям строения корпуса:
  1. Корпусные. Эти модели предназначены для охлаждения электроприборов или для усиления циркуляции воздуха в небольшом помещении, отличаются маленьким расходом энергии и низким уровнем шума.
  2. С решеткой. Использование вентилирующего прибора с решеткой очень удобно: наличие решетки позволяет производить монтаж в любом месте, где есть подключение к электросети, при работе издает слабый шум.
  3. С настенной панелью. Благодаря наличию панели, прибор для вентиляции удобен для стенового или оконного монтажа, их чаще всего используют для усиления воздушного потока.
  • по методу движения сред:
  1. Если надо создать повышенную циркуляцию, то рекомендуется установка аксиальных вентиляторов обоих типов или возможна установка модели с реверсивным вентилированием.
  • по методу эксплуатации и характеру перемещаемых сред:
  1. Общего предназначения. Используются для перемещения методом подпора воздушных непыльных сред, имеющих температуру не выше 80⁰С. К ним относятся все приборы, используемые в быту.
  2. Коррозионноустойчивые. Изготавливаются из нержавеющей стали и других антикоррозийных составов.
  3. Термоустойчивые. Для их изготовления применяется нержавеющая сталь и ее аналоги, способны выдержать температуру до 200°C.
  4. Взрывозащищенные. Их монтаж производится в канальном трубопроводе. С помощью взрывозащищенных вентилирующих приборов производится транспортировка взрывоопасных сред.
  5. Дымоудаляющие. Осевые вентиляторы дымоудаления дополнительно снабжены термостойкими и антикоррозийными свойствами.

Преимущества аксиальных моделей

К достоинствам, обеспечившим распространение аксиальных устройств вентиляции можно отнести следующие:

  1. Почти нет шума. Низкий уровень шума обеспечивается строением лопастей, которые во время вращения почти без шума прогоняют приточный воздух.
  2. Удобный компактный корпус, иногда оснащенный панелью. Наличие панели облегчает монтаж на вентиляцию или оконные проемы.
  3. Простота использования. Даже если модель автоматическая, ее применение несложно. Установка автоматических программ не составит труда.
  4. Простота ремонта. Все запчасти для ремонта дешевые, и ремонт, благодаря простоте конструкции, несложен.
  5. Прочность и дешевизна. Благодаря простоте конструкции они редко ломаются, запчасти стоят дешево, ремонт прост.
  6. Небольшой расход энергии. Малый расход электричества обусловлен строением лопастных лопаточек.
  7. Возможность автоматически или вручную влиять на скорость и направление вращения винта. Параметры вращения задаются оборотами двигателя.
  8. КПД не изменяется при монтаже в любом положении.
  9. Защитные параметры, предохраняющие от травматизма. Некоторые устройства снабжены защитными решетками или жалюзи. Благодаря защитным установкам, предотвращается детский травматизм.

Защитные жалюзи, помимо этого, препятствуют проникновению пыли к механизму и способствуют снижению вероятности его повреждения. Жалюзи, в зависимости от модели, имеют разную степень открывания. У одних жалюзи полностью убираются во время работы, а у других изменяется положение створок.

Осевые вентиляторные модели способны приводить в движение большие воздушные массы при экономном расходе энергии. Этот параметр в сочетании с низким уровнем шума делает возможным его установку в жилых и производственных помещениях.

Некоторые примеры применения

Без вентилирования не обойтись нигде. Вот несколько примеров, когда без вентиляции невозможна работа других приборов:

  • на судах (морских и пресноводных);
  • в квартире (особенно в кухне и ванной);
  • в сушильных камерах различного типа.

Судовые вентилирующие приборы

На катерах и кораблях устанавливают судовые вентиляторы трех типов:

  1. Вдувные. Эти судовые воздуходувы используются при необходимости нагнетания воздуха в помещении, часто оснащаются диффузором. Без судовых вдувных приборов невозможна полноценная работа котельной, подача к котлу приточного кислорода и охлаждение перегревшихся деталей.
  2. Вытяжные. Такие аксиальные судовые приборы способны принудительно, методом подпора, убрать воздух из приборов. С помощью вытяжных судовых аксиальных моделей возможна быстрая очистка помещений от дыма и вредных выбросов.
  3. Нагнетающие (ветрогоны). Судовые ветрогоны предназначаются для принудительной циркуляции воздушных масс без их вытяжки и замены.

Квартирная вентиляция

В квартире особенно важна полноценная вентиляция в кухне, ванной и уборной.

  1. На кухне вытяжной вентилятор всегда устанавливается на вытяжку, дополнительно желателен монтаж на выходе канальной вентиляции, оба вентилятора для подпора воздуха работают почти без шума.
  2. В уборной вытяжное устройство монтируется на выход канальной вентиляции и способствует удалению запахов.
  3. Для ванной подбор системы вентилирования сложнее из-за высокой влажности. Там недостаточно просто установить вытяжку на канальную вентиляцию, нужна дополнительная установка конденсаторов.

Вентилирование камер для сушки

Специальные сушильные камеры используются в быту и производстве. При помощи сушильных камер можно:

  • высушить одежду;
  • заготовить сухофрукты;
  • обеспечить снижение влажности древесины.

Сушильные камеры способны быстро провести высушивание, но для эффективности работы необходимы:

  • наличие конденсаторов;
  • вентилятор, равномерно распределяющий по сушильной камере методом подпора прошедший через нагрев приточный воздух.

С полноценной вентиляцией и равномерным распределением приточного прогретого воздуха сушильная камера будет работать эффективно при минимальном расходе энергии.

Короткий обзор различных вариантов осевых вентиляторов позволяет определить, какой прибор по размеру, расходу питания и техническим характеристикам лучше подобрать в зависимости от планируемого способа применения.

Особенности установки и выбора осевых вентиляторов

Т. С. Соломахова, доктор техн. наук, ведущий научный сотрудник ФГУП «ЦАГИ», председатель ТК 061 «Вентиляция и кондиционирование», otvet@abok.ru

В последнее время осевые вентиляторы широко применяются в вытяжных вентиляционных системах и системах подпора. При этом возникает проблема правильного использования приведенных в каталогах аэродинамических характеристик вентиляторов при различных компоновках в сети. В статье излагаются особенности характеристик осевых вентиляторов, связанные с расчетом динамического давления. Даются рекомендации по выбору осевых вентиляторов при различных вариантах их установки в сети.

Среди различных вариантов установки осевых вентиляторов в вентиляционной сети можно выделить две принципиально разные схемы компоновки:

Компоновка 1 (рис. 1а). Вся сеть с сопротивлением R1 располагается перед входом в вентилятор (вытяжная система). Выход воздуха осуществляется в атмосферу или в большой объем.

Компоновка 2 (рис. 1б). Основная сеть с сопротивлением R2 находится за вентилятором (нагнетательная система). Перед вентилятором также может располагаться участок сети с сопротивлением R1. Такая компоновка осевого вентилятора, встроенного в систему воздуховодов, наиболее широко применяется в вентиляционных системах.

Схемы компоновки осевых вентиляторов в вентиляционной сети: а) сеть располагается на стороне всасывания; б) сеть располагается на стороне нагнетания

Существуют определенные требования к системе воздуховодов, которые непосредственно примыкают к входному и выходному сечениям осевого вентилятора [1]. Эти воздуховоды должны иметь прямолинейные участки длиной не менее 3 калибра перед и не менее 2,5 калибров за вентилятором. За калибр принимается диаметр D корпуса вентилятора. Поперечные сечения примыкающих воздуховодов должны совпадать с поперечным сечением корпуса вентилятора. Несоблюдение указанных выше условий приводит к нарушению устойчивой работы вентилятора и к существенному снижению его паспортной аэродинамической характеристики.

При выборе вентилятора, установленного в сети, кроме его производительности необходимо задавать создаваемое вентилятором давление, которое должно соответствовать сопротивлению сети. Указанные выше схемы установки осевого вентилятора предусматривают различные способы задания необходимого давления.

Полным давлением вентилятора pv в соответствии с ГОСТ 10616–90 [2] называют разность полных давлений при выходе р2 из вентилятора и при входе р1 в него:

Полное давление вентилятора складывается из статического psv и динамического давления pdv:

Именно статическое давление является полезным, поскольку оно расходуется на преодоление сопротивления системы. Поэтому очень важно, чтобы вентиляторы имели высокие значения статического давления. Полное или статическое давление определяется фактически непосредственно из испытаний вентилятора на стенде. Динамическое давление является условной величиной и рассчитывается по среднерасходной осевой составляющей скорости v2 по площади F2 выходного сечения вентилятора:

В соответствии со стандартами [3, 4] для определения аэродинамических характеристик вентиляторов существует четыре типа стендов (рис. 2), соответствующих стандартным компоновкам вентиляторов в сети:

  • А – свободный вход и выход;
  • В – свободный вход и выход в нагнетательный трубопровод;
  • С – вход из всасывающего трубопровода и свободный выход;
  • D – вход из всасывающего трубопровода и выход в нагнетательный трубопровод.

Четыре типа стендов для определения аэродинамических характеристик вентиляторов

При испытаниях осевых вентиляторов все стенды должны иметь вспомогательный вентилятор наддува для получения характеристики вплоть до режимов, близких к нулевому статическому давлению или даже к отрицательному статическому давлению.

В соответствии с европейским регламентом [5], определяющим критерии эффективности вентиляторов, при испытаниях на стендах типа А и С со свободным выходом потока из вентилятора должно рассматриваться измеренное статическое давление. А при испытаниях на стендах типа B и D с трубопроводом на выходе должно рассматриваться измеренное полное давление.

Для расчета динамического давления вентилятора необходимо учитывать фактическое его выходное сечение. На стендах типа А и С за выходное сечение следует принимать кольцевое сечение между корпусом вентилятора и втулкой или двигателем, установленным за колесом вентилятора. На стендах типа В и D, когда на выходе из вентилятора установлен воздуховод, за выходное сечение следует принимать сечение воздуховода в виде круга, отстоящее на некотором расстоянии от выхода из вентилятора. На этом участке происходит переход потока из кольцевого сечения в круговое сечение воздуховода (рис. 3): осуществляется выравнивание поля скоростей. Для осевых вентиляторов рекомендуется принимать эффективную длину L этого участка, равную 1,25 калибра [1].

Присоединенный участок вентилятора с эффективной длиной L

Будем называть этот участок присоединенным участком вентилятора. Выравнивание поля скоростей сопровождается дополнительными потерями давления, которые могут быть условно рассчитаны как потери на удар, по известной формуле Борда-Карно [6] в виде:

где F и F1 – площади кольцевого и кругового сечений. Для осевого вентилятора отношение:

где D – диаметр корпуса, d – диаметр втулки, v = d/D – относительный диаметр втулки.

Формулы (4, 5) для расчета потерь давления в присоединенном участке воздуховода могут быть приведены к простому виду:

Одновременно присоединенный участок играет роль диффузора, и при его наличии статическое давление вентилятора возрастает (рис. 4). Фактически при таких испытаниях на стендах типа B и D определяется характеристика вентилятора с присоединенным участком сети.

Характеристики осевого вентилятора, полученные на стендах типа А и типа В

При выходе из осевого вентилятора, особенно при отсутствии спрямляющего аппарата (СА), установленного за колесом, поток закручен. Кроме осевой имеется окружная составляющая скорости, которая не учитывается при расчете динамического давления вентилятора. Закрутка течения может распространяться на значительное расстояние в воздуховоде. При этом в центре воздуховода возникает возвратное течение по отношению к основному потоку, что сопровождается дополнительными потерями давления на этом участке воздуховода и во всей системе. Поэтому при отсутствии СА установка трубы за вентилятором может привести к значительному снижению полного давления вентилятора без увеличения и даже при возможном снижении статического давления.

Таким образом, при испытаниях одного и того же осевого вентилятора на стендах различных типов можно получить разные характеристики вентилятора (рис. 4). Отличие по величине давления может составлять 10 и более процентов. Поэтому в каталогах, где приводятся характеристики вентиляторов, обычно указывают, на каких стендах получены характеристики и каким образом рассчитывается динамическое давление вентиляторов. Даются дополнительные шкалы со средней скоростью v2 в выходном сечении и с динамическим давлением pdv вентилятора, которые должны использоваться при расчете статического давления.

При выборе вентилятора для конкретной вентиляционной системы правильнее всего пользоваться характеристиками, полученными на стенде, соответствующем компоновке вентилятора в этой системе. Если не удается использовать такую характеристику в каталоге, то необходимо вводить корректировку параметров рабочего режима. Рассмотрим особенности выбора осевого вентилятора в указанных выше стандартных компоновках.

Компоновка 1

Поскольку вся сеть располагается на стороне всасывания и динамическое давление вентилятора не используется, то сопротивление системы складывается из потерь давления во всасывающем участке сети

Выбор вентилятора должен осуществляться по характеристике статического давления, полученной на стенде типа А или С.

Если в каталоге приведена характеристика, полученная на стенде типа В или D, то рабочий режим необходимо корректировать, поскольку вентилятор в системе используется без присоединенного участка. И создаваемое вентилятором полное давление должно возрасти на величину потерь давления ∆pу в присоединенном участке, а динамическое давление должно быть увеличено и рассчитано с учетом кольцевого выходного сечения (рис. 4).

Поскольку доля динамического давления в полном создаваемом давлении велика, особенно при большом диаметре втулки, то существует возможность снизить величину динамического давления путем установки диффузора [7] за выходным сечением вентилятора (рис. 5). При этом снижается полное и динамическое давление, но возрастет статическое давление вентилятора. При этой компоновке также выгодно использовать вентиляторы со СА (рис. 6). За счет раскрутки потока повышается как полное, так и статическое давление вентилятора.

Характеристики вентилятора без диффузора (сплошные линии) и с диффузором (пунктирные линии)

Характеристики осевого вентилятора без спрямляющего аппарата (сплошные линии) и со спрямляющим аппаратом (пунктирные линии)

Известны варианты установки осевого вентилятора практически без сети, когда воздуховод на входе и на выходе отсутствует. Например, при установке вентилятора в окне или в стене. В этом случае сопротивлением системы является динамическое давление pdv вентилятора и рабочий режим соответствует нулевому статическому давлению, то есть максимальной производительности вентилятора.

Компоновка 2

Особенность компоновки состоит в том, что система воздуховодов располагается за выходным сечением вентилятора. Не исключается возможность установки участков сети перед вентилятором. Общее сопротивление системы складывается тогда из потерь давления R1 и R2 во входном и выходном участках сети и динамического давления потока рd при выходе из нагнетательного участка сети:

Выбор вентилятора должен осуществляться по характеристике полного давления, полученной на стенде типа В или D с учетом динамического давления вентилятора, вычисленного по круговому сечению. Если в каталоге приводится характеристика, полученная на стенде А или С с выходным сечением вентилятора в виде кольца, то характеристику нужно корректировать. Кривая полного давления снизится на величину, соответствующую потерям давления ∆pу в присоединенном участке вентилятора. В этом случае к сопротивлению сети необходимо добавить величину потерь давления ∆pу в примыкающем воздуховоде, вычисленную по формуле (6).

Необходимо отметить очень важную особенность осевых вентиляторов: течение за рабочим колесом является закрученным. Кроме отмеченной выше осевой расходной составляющей скорости v2, существует окружная составляющая, причем величина ее уменьшается от втулки к периферии колеса. Средняя величина этой составляющей скорости c2u зависит от нагруженности колеса, от коэффициента создаваемого давления. Чем выше коэффициент давления вентилятора, тем больше величина скорости c2u.

В связи с этим при работе вентилятора с нагнетательным воздуховодом необходимо использовать осевые вентиляторы со спрямляющим аппаратом, особенно в случае высоконапорных машин. Спрямляющий аппарат обеспечивает частичную или полную раскрутку потока, выходящего из колеса. Увеличивается статическое и полное давление вентилятора (рис. 6). Улучшаются условия стабилизированного течения в нагнетательном воздуховоде.

Таким образом, при выборе вентилятора для заданной сети необходимо учитывать, на каком стенде получены приведенные в каталоге или паспорте характеристики, каким образом рассчитывалось динамическое давление вентилятора. В случае несоответствия схемы испытательного стенда с компоновкой вентилятора в сети необходимо осуществлять корректировку параметров рабочего режима вентилятора.

Разновидности и области применения осевых вентиляторов

Очень сложно в наше время найти квартиру, завод или склад, где не использовались бы вентиляторы. С их помощью кухонная вытяжка удаляет лишние запахи, в сушильной камере равномерно распределяется циркуляция горячего воздуха, в бытовых приборах работает система охлаждения, в ванной поддерживается нормальный микроклимат. Чаще всех в быту и промышленности встречается осевой вентилятор.

Особенности строения и принцип работы

Чтобы разобраться в обозначениях на коробке, нужно рассмотреть строение прибора. Осевой (аксиальный) вентилятор состоит из следующих элементов:

  • крыльчатки (винта и лопастей);
  • оси, на которую крепится крыльчатка;
  • корпуса, чаще всего округлой формы;
  • электродвигателя, приводящего в движение ось с установленной на ней крыльчаткой.

Четких параметров для размера лопастей нет. Их длина может составлять несколько десятков сантиметров, если это напольный или настенный осевой вентилятор для бытового использования, и до нескольких метров у моделей промышленного предназначения. Чаще всего в быту и промышленности используют осевые вентиляторы низкого давления.

Принцип работы вентилирующего устройства прост:

  1. Прочно прикрепленный к оси двигатель передает на ось энергию вращения.
  2. Обороты оси с закрепленной на ней крыльчаткой соответствуют количеству оборотов, произведенных двигателем.
  3. Из-за того, что лопасти устройства закреплены под необходимым углом, во время работы устройства воздух перемещается вдоль оси.

Технические моменты

Для изготовления крыльчатки применяются легкие материалы. Она может быть:

  • пластиковой;
  • дюралевой;
  • алюминиевой;
  • для воздушного перегона агрессивных сред – из нержавеющей стали.

Использование облегченных материалов обусловлено тем, что для вращения лопастей не требуется мощный двигатель. Даже на промышленных воздухонагнетателях редко применяются двигатели с мощностью свыше 800 Вт.

Основные технические характеристики устройства зависят от:

  • направления вращения оси (влево или вправо);
  • количества лопаток-лопастей;
  • формы лопастных лопаток (изогнутые или плоские);
  • мощности установленного двигателя;
  • размера крыльчатки в диаметре;
  • формы корпуса (чаще всего, корпус имеет форму цилиндра);
  • защитной методики для снижения травматизма: решетка или жалюзи.

Иногда путают центробежные и осевые вентиляторы, считая, что это одно и то же, но разница между этими усиливающими поток воздуха устройствами большая. Они отличаются по техническим характеристикам и по принципу работы.

Разновидности осевых (аксиальных) вентилирующих приборов

Различаются приспособления по разным параметрам:

  • по предназначению:
  1. Настенные. Установка их проводится внутри шахт вентиляции или на выходе за решеткой вентиляционного отверстия. Для увеличения охлаждения на выходе часто проводится установка диффузора, благодаря которому повышается аэродинамика осевых вентиляторов.
  2. Потолочные, когда вращение крыльчатки, установленной на длинной оси под потолком, обеспечивает циркуляцию воздуха в помещении.
  3. Крышные. К этой разновидности относятся все аксиальные приборы, установленные на крыше, в том числе и осевые вентиляторы дымоудаления.
  4. Оконные обычно устанавливаются на форточку и работают по принципу мини-кондиционера, а предусмотренная в конструкции стеновая панель облегчает монтаж изделия на оконном проеме. Аэродинамика осевых вентиляторов позволяет без лишних энергозатрат с помощью оконных механизмов наполнить комнату свежим уличным воздухом.
  5. Напольные. К ним относится большинство бытовых приборов для охлаждения или нагрева (напольные обогреватели с компактным приборчиком для разгона теплого воздуха).
  6. Бытовые. К ним можно отнести охладители системного компьютерного блока, охлаждение автомобильного двигателя, подачу горячего воздуха в фене.
  7. Корпусные. Эти модели предназначены для охлаждения электроприборов или для усиления циркуляции воздуха в небольшом помещении, отличаются маленьким расходом энергии и низким уровнем шума.
  8. С решеткой. Использование вентилирующего прибора с решеткой очень удобно: наличие решетки позволяет производить монтаж в любом месте, где есть подключение к электросети, при работе издает слабый шум.
  9. С настенной панелью. Благодаря наличию панели, прибор для вентиляции удобен для стенового или оконного монтажа, их чаще всего используют для усиления воздушного потока.
  10. Вытяжные. Модели этого типа активно всасывают приточный воздух, но выдувают слабее. Частично решить эту проблему помогает установка диффузора.
  11. Нагнетающие. Этот тип характеризуется хорошим выдувом и слабым всасыванием приточных масс.
  • по особенностям строения корпуса:
  1. Корпусные. Эти модели предназначены для охлаждения электроприборов или для усиления циркуляции воздуха в небольшом помещении, отличаются маленьким расходом энергии и низким уровнем шума.
  2. С решеткой. Использование вентилирующего прибора с решеткой очень удобно: наличие решетки позволяет производить монтаж в любом месте, где есть подключение к электросети, при работе издает слабый шум.
  3. С настенной панелью. Благодаря наличию панели, прибор для вентиляции удобен для стенового или оконного монтажа, их чаще всего используют для усиления воздушного потока.
  • по методу движения сред:
  1. Если надо создать повышенную циркуляцию, то рекомендуется установка аксиальных вентиляторов обоих типов или возможна установка модели с реверсивным вентилированием.
  • по методу эксплуатации и характеру перемещаемых сред:
  1. Общего предназначения. Используются для перемещения методом подпора воздушных непыльных сред, имеющих температуру не выше 80⁰С. К ним относятся все приборы, используемые в быту.
  2. Коррозионноустойчивые. Изготавливаются из нержавеющей стали и других антикоррозийных составов.
  3. Термоустойчивые. Для их изготовления применяется нержавеющая сталь и ее аналоги, способны выдержать температуру до 200°C.
  4. Взрывозащищенные. Их монтаж производится в канальном трубопроводе. С помощью взрывозащищенных вентилирующих приборов производится транспортировка взрывоопасных сред.
  5. Дымоудаляющие. Осевые вентиляторы дымоудаления дополнительно снабжены термостойкими и антикоррозийными свойствами.

Преимущества аксиальных моделей

К достоинствам, обеспечившим распространение аксиальных устройств вентиляции можно отнести следующие:

  1. Почти нет шума. Низкий уровень шума обеспечивается строением лопастей, которые во время вращения почти без шума прогоняют приточный воздух.
  2. Удобный компактный корпус, иногда оснащенный панелью. Наличие панели облегчает монтаж на вентиляцию или оконные проемы.
  3. Простота использования. Даже если модель автоматическая, ее применение несложно. Установка автоматических программ не составит труда.
  4. Простота ремонта. Все запчасти для ремонта дешевые, и ремонт, благодаря простоте конструкции, несложен.
  5. Прочность и дешевизна. Благодаря простоте конструкции они редко ломаются, запчасти стоят дешево, ремонт прост.
  6. Небольшой расход энергии. Малый расход электричества обусловлен строением лопастных лопаточек.
  7. Возможность автоматически или вручную влиять на скорость и направление вращения винта. Параметры вращения задаются оборотами двигателя.
  8. КПД не изменяется при монтаже в любом положении.
  9. Защитные параметры, предохраняющие от травматизма. Некоторые устройства снабжены защитными решетками или жалюзи. Благодаря защитным установкам, предотвращается детский травматизм.

Защитные жалюзи, помимо этого, препятствуют проникновению пыли к механизму и способствуют снижению вероятности его повреждения. Жалюзи, в зависимости от модели, имеют разную степень открывания. У одних жалюзи полностью убираются во время работы, а у других изменяется положение створок.

Осевые вентиляторные модели способны приводить в движение большие воздушные массы при экономном расходе энергии. Этот параметр в сочетании с низким уровнем шума делает возможным его установку в жилых и производственных помещениях.

Некоторые примеры применения

Без вентилирования не обойтись нигде. Вот несколько примеров, когда без вентиляции невозможна работа других приборов:

  • на судах (морских и пресноводных);
  • в квартире (особенно в кухне и ванной);
  • в сушильных камерах различного типа.

Судовые вентилирующие приборы

На катерах и кораблях устанавливают судовые вентиляторы трех типов:

  1. Вдувные. Эти судовые воздуходувы используются при необходимости нагнетания воздуха в помещении, часто оснащаются диффузором. Без судовых вдувных приборов невозможна полноценная работа котельной, подача к котлу приточного кислорода и охлаждение перегревшихся деталей.
  2. Вытяжные. Такие аксиальные судовые приборы способны принудительно, методом подпора, убрать воздух из приборов. С помощью вытяжных судовых аксиальных моделей возможна быстрая очистка помещений от дыма и вредных выбросов.
  3. Нагнетающие (ветрогоны). Судовые ветрогоны предназначаются для принудительной циркуляции воздушных масс без их вытяжки и замены.

Квартирная вентиляция

В квартире особенно важна полноценная вентиляция в кухне, ванной и уборной.

  1. На кухне вытяжной вентилятор всегда устанавливается на вытяжку, дополнительно желателен монтаж на выходе канальной вентиляции, оба вентилятора для подпора воздуха работают почти без шума.
  2. В уборной вытяжное устройство монтируется на выход канальной вентиляции и способствует удалению запахов.
  3. Для ванной подбор системы вентилирования сложнее из-за высокой влажности. Там недостаточно просто установить вытяжку на канальную вентиляцию, нужна дополнительная установка конденсаторов.

Вентилирование камер для сушки

Специальные сушильные камеры используются в быту и производстве. При помощи сушильных камер можно:

  • высушить одежду;
  • заготовить сухофрукты;
  • обеспечить снижение влажности древесины.

Сушильные камеры способны быстро провести высушивание, но для эффективности работы необходимы:

  • наличие конденсаторов;
  • вентилятор, равномерно распределяющий по сушильной камере методом подпора прошедший через нагрев приточный воздух.

С полноценной вентиляцией и равномерным распределением приточного прогретого воздуха сушильная камера будет работать эффективно при минимальном расходе энергии.

Короткий обзор различных вариантов осевых вентиляторов позволяет определить, какой прибор по размеру, расходу питания и техническим характеристикам лучше подобрать в зависимости от планируемого способа применения.

Осевые вентиляторы и их применение

Вентиляторов существует довольно много. Однако наиболее распространены именно осевые вентиляторы и их применение – очень частая практика. Их распространённость обуславливается не только эффективностью и простотой изготовления, но и компактностью, неприхотливостью и низким энергопотреблением. Это те факторы, которые важны на производстве, поскольку владелец всегда старается минимизировать затраты.

Что такое осевой вентилятор?

Подобный тип встречается буквально на каждом шагу. На улице это – некоторые кондиционеры, в зданиях – вентиляция помещений, и даже за компьютером он нас настигает – в виде системы охлаждения процессора или видеокарты. Иначе такие вентиляторы могут называться аксиальными.

Без подобного устройства в современной жизни очень трудно обойтись – система охлаждения необходима многим приспособлениям и производствам, а человек не может дышать спёртым воздухом. И осевой вентилятор, как самый распространённый, справляется со своей миссией на ура. Но что это такое? Это устройство, состоящее из крутящейся оси и насаженных на него лопастей. Эти лопасти перемещают воздух вокруг их собственной оси.

История создания и развития осевого вентилятора

Подобная конструкция была изобретена в Великобритании, его создание относится к первой половине XVIII века. Самый первый прообраз подобного вентилятора создавался в 1830 году. Изобретателем оказался Джон Барон. Изначально конструкция была необычной для современного человека. Она представляла собой пластину, которая приводилась в движение замысловатым сложным механизмом. И только на рубеже XIX и XX веков были придуманы привычные лопасти.

Созданные устройства работали изначально за счёт водяной энергии. Вода подавалась на несколько приводов, и за счёт них вращались лопасти. Несколько позже додумались сделать двигатель не на воде, а на горючих веществах – керосине или спирте. На электричестве же он стал работать только после создания электродвижка Томасом Эдисоном. И после открытия такого масштаба производство вентиляторов встало на промышленный путь.

Переломный момент в создании осевых вентиляторов и их применении наступил после открытия Николаем Егоровичем Жуковским вихревой теории крыла, то есть в 1904 году. Именно тогда вентилятор стал таким, каким мы его привыкли видеть. В дальнейшем его развитие не претерпевало кардинальных перемен – менялось применение, внешний вид. Но суть работы оставалась неизменной.

Внутреннее строение

Аксиальный вентилятор состоит из крыльчатки (лопастей, винта), корпуса и небольшого двигателя, за счёт работы которого крутится ось. Корпус имеет круглое сечение. За счёт того, что воздух проталкивается винтом вдоль оси вращения, циркуляция воздуха будет осуществляться принудительно.

Осевой вентилятор не имеет строго регламентированных размеров. В промышленности могут стоять устройства с диаметром крылатки до нескольких метров, а в домашнем использовании хорошо, если диаметр превысит 10-15 сантиметров. Мощность двигателя и количество лопастей также может изменяться в зависимости от назначения.

При работе приспособления вся энергия вала двигателя передается на рабочее колесо. Сколько сделал оборотов двигатель – столько раз провернётся ось, а вместе с ней – и крылатка. Так как лопасти закреплены под определённым углом, а само устройство – на оси вращения, то в процессе работы воздух перемещается вдоль оси, попутно закручиваясь.

Крыльчатка делается из лёгких материалов, чтобы не возникало серьёзного сопротивления. Это же решение способствует тому, что для движения винта достаточно не самого мощного двигателя. Часты в применении моторы до 0,8 кВт и производительностью до 16080 м3 в час. Диаметр винта нечасто в массовом производстве превышает 70 сантиметров.

Осевые вентиляторы подразделяются следующим образом:

  • Настенные (вентиляционные шахты).
  • Потолочные.
  • Крышные (также относятся к вентиляции, втягивают свежий воздух и выталкивают спёртый. Дополнительно защищены от коррозии и неблагоприятной среды).
  • Оконные (нечто вроде мини-кондиционеров).
  • Напольные (обычные бытовые).
  • Прочие (кулеры, охлаждение в авто и т. д.).

Достоинства и характеризующие особенности

Точная характеристика устройства может быть определена по его маркировке. Отечественные производители стараются лишней информации туда не вносить, ограничиваясь диаметром винта. В этом плане отличаются зарубежные модели – в их маркировке содержится куда более подробная информация о технических характеристиках устройства.

Аксиальный вентилятор имеет характеристики, которые закладываются в зависимости от назначения. Изменяться могут такие особенности, как:

  • Сторона вращения винта (левая или правая).
  • Количество лопастей (от 3 до 7 штук).
  • Форм-фактор лопастей (плоские или двоякоизогнутые).
  • Мощность двигателя.
  • Диаметр крыльчатки.
  • Вид корпуса.

Встречаются нагнетающие и вытяжные вентиляторы. Первые выдувают воздух более активно, чем вторые, но им труднее его всасывать. При применении, если необходима активная циркуляция воздуха, лучше использовать оба типа. Однако можно задать лопастям реверсивное движение. Но при этом эффективность работы упадёт примерно на 30-40%. Важно помнить одну особенность – воздух внутри кожуха вентилятора перемещается лишь в осевом направлении. В радиальном же воздух почти не перемещается.

К достоинствам осевых вентиляторов и их применения можно отнести несколько факторов:

  1. низкий уровень шума при работе;
  2. компактность корпуса;
  3. простота в эксплуатации;
  4. дешевизна и простота конструкции;
  5. малый расход электроэнергии;
  6. долгий срок эксплуатации;
  7. защита двигателя от перегрузок, искр, влаги;
  8. одинаковый КПД, как в вертикальном, так и в горизонтальном положении;
  9. возможность изменять скорость вращения лопастей, изменив скорость работы двигателя.

Низкая шумность лопастей вызывается их необычной формой. Она выглядит как серп, при этом снижение уровня звука – далеко не единственный плюс. Помимо этого своими изгибами винт захватывает воздух и направляет его по направлению оси движения. Именно из-за этой особенности он способен выдать мощную направленную струю воздуха, которая так ценна при охлаждении какого-либо элемента. И она же создаёт мощный «всасывающий» эффект при направленности на выдув.

Также в его пользу как охладителя играет форм-фактор корпуса. На выходе направление воздуха поправляется специальной перемычкой-коллектором. Она выпрямляет струю и не позволяет ей лишний раз отклоняться в сторону.

Благодаря тому факту, что сопротивление винта движущемуся воздуху довольно мало, а трение не вызывает крупных потерь в производительности, осевые собратья радиальных вентиляторов заметно выигрывают у них по производительности. Да ещё и электричества «кушают» меньше.

Двигатель этого устройства надёжно защищён. У него имеется защита от перегрузок, что не позволяет ему выходить из строя. Также в наличии имеется обмотка, не позволяющая моторчику искрить. Эта же обмотка дополнительно защищает от влаги.

Области и способы применения

Подобные устройства применяются в самых разных отраслях. Его можно увидеть как внутри самого обычного компьютера, так и в авиационном двигателе. Чаще всего вентиляторы подобной конструкции применяются при вентиляции жилых или сельскохозяйственных помещений. Из-за низкого уровня шума именно осевой вентилятор очень популярен у создателей вентиляционных систем. Звук, издаваемый им, не раздражает ухо человека или животного, что наиболее удобно при вентиляции рабочих помещений или зданий для скота.

Выгоднее всего применять подобную конструкцию для точечного активного охлаждения. Поэтому часто можно увидеть его в электронике, механизмах. Плюсом также можно считать его компактность и её соотношение к мощности. В вентиляции подобный тип охлаждения устанавливается в очень ограниченном пространстве, куда попросту не получится впихнуть более крупный охладитель.

Помимо промышленного применения аксиальные вентиляторы встречаются и в быту. Самым часто попадающимся примером можно считать кулер внутри системного блока компьютера и самый обыкновенный бытовой напольный или потолочный охладитель. Да и вообще любой, у которого имеется ось, таковым является.

Однако есть у этого приспособления ещё одна функция – очистительная. Очень часто они устанавливаются в шахты, штольни и прочие подземные коммуникации. Их назначение – вытягивать из рабочей зоны газы, дым и прочие примеси, которые могут быть опасны для человека. Для этого их устанавливают на выдув – и винт заставляет воздух всасываться в вентиляционную шахту, в то время как из другой шахты поступает чистый воздух с поверхности.

Осевые (аксиальные) вытяжные вентиляторы

Отечественный рынок вентиляционных устройств насыщен техникой разнообразной конструкции и предназначенной для различных сфер применения. Одна из распространённых и востребованных модификаций — осевые вентиляторы, используемые как в быту, так и на крупных промышленных предприятиях.

Отличие вытяжных осевых вентиляторов от других вентсистем

Главная особенность осевых или, как их ещё называют, аксиальных вентиляторов состоит в направлении движения перекачиваемого воздуха, который движется вдоль продольной оси вращения вала, приводящего в движение рабочее колесо с закрепленными на нем лепестками лопастей. У центробежных модификаций вентиляционных устройств воздух втягивается в металлический кожух крыльчаткой, создавая в нём вихреобразное движение, после чего выбрасывается наружу по герметичному воздуховоду.

В отличие от других вентсистем, вытяжные вентиляторы отличаются простотой конструкции, высоким КПД, и возможностью создания различных типоразмеров — от промышленных модификаций с диаметром лопастей до нескольких метров, до миниатюрных моделей, применяемых в электротехнике.

Обратите внимание! Конструктивные особенности осевых вентиляторов — отсутствие сложных узлов и агрегатов, — обуславливают приемлемую себестоимость подобных аппаратов. Это является ещё одним фактором широкого распространения осевых моделей в быту и на производстве.

Устройство осевых вентиляторов

Аксиальные вентиляторы по своей конструкции предельно просты, и состоят из следующих частей:

  • Электродвигатель — предназначен для приведения в движение всего вентиляционного механизма. Устанавливается непосредственно на оси вращения, либо сбоку от неё. По методу соединения с рабочим колесом бывает прямой, когда лопасти располагаются непосредственно на вращающемся шкиве электромотора. Также, для возможности изменения числа оборотов, между двигателем и рабочим колесом могут устанавливаться некие механические трансмиссионные приспособления, вроде повышающих или понижающих редукторов.Применяются в основном при создании вентсистем на крупных объектах с разветвленной системой воздуховодных коробов и необходимостью часто изменять объемы удаляемого воздуха. Такая необходимость может возникать в разное время суток — в рабочее время, и когда цеха пустуют. При расположении электродвигателя не на оси вращения, а сбоку, крутящий момент передаётся на шкив посредством ременной или, как на некоторых старинных промышленных вариантах, цепной передачи.
  • Шкив, или центральный вал — представляет собой вращающуюся ось, на которую надето рабочее колесо. Шкив соединяется с двигателем, и начинает вращаться при включении электромотора в сеть, тем самым разгоняя колесо с лопастями.
  • Рабочее колесо. Представляет собой приспособление, непосредственно приводящее воздух в движение. Лопасти, устанавливаются на рабочем колесе под некоторым углом к плоскости вращения. В зависимости от того, отрицательный этот угол или положительный, колесо либо втягивает воздух, либо наоборот, выталкивает его. Подобные конструктивные особенности лопастей позволяют использовать осевые вентиляторы и в качестве вытяжного, и в качестве приточного механизма. В некоторых моделях устанавливаются лопасти с изменяемым углом наклона, что позволяет по мере необходимости изменять объём и скорость потока воздуха, не меняя скорости вращения центрального вала.
  • Кожух — исполняется в виде конструкции из листового металла или полимеров. Он окаймляет рабочее колесо по внешнему краю, также может иметь спереди и сзади от лопастей дополнительную защиту в виде решётки или сетки. В центробежных вентиляторах, кожух несёт функции скопления воздуха и создания внутри повышенного давления. Для осевых конструкций кожух — всего лишь защитная часть, закрывающая вращающиеся лопасти.

Обратите внимание! Четкой регламентации диаметра рабочего колеса, как и установленной мощности электромоторов не существует. Каждая модель имеет свои технические характеристики, что упрощает выбор.

Размеры лопастей могут составлять от нескольких сантиметров у мини-кулеров, предназначенных для охлаждения греющихся деталей в электронных приборах, до нескольких метров у промышленных вентиляционных комплексах на крупных металлургических, мукомольных или деревообрабатывающих комбинатах. Мощность двигателя подбирается в зависимости от размера и массы рабочего колеса, а также от необходимых эксплуатационных параметров вентилятора.

Применение устройств

По области применения осевые вентиляторы подразделяют на бытовые и промышленные:

  • Первая категория используется в повседневной жизни обычными людьми. Это знакомые всем домашние переносные вентиляторы, вращающиеся лопасти домашних и автомобильных кондиционеров, охлаждающие кулеры в компьютерных системных блоках и ноутбуках.
  • Промышленные варианты отличаются от бытовых моделей повышенной мощностью и возможностью длительной эксплуатации в тяжёлых условиях — при высокой температуре воздуха, влажности и т.д.

Осевые вентиляторы, по мере надобности, могут монтироваться в самых разных частях здания:

  • Передвижные модификации устанавливаются на полу, рабочих столах.
  • Потолочные крепятся к потолку помещения, обдувая внутреннее пространство сверху.
  • Оконные вентиляторы устанавливаются в оконном проёме или в форточке, и вытягивают спёртый воздух из помещения непосредственно наружу.
  • В принудительной приточно-вытяжной вентиляции монтируются либо на крышах зданий, либо на стенах внутри помещений. Предназначены для создания циркуляции воздуха внутри помещений через систему воздуховодов.

Выбор и установка промышленных вентиляционных конструкций производится в соответствии со специальными нормативами, в зависимости от конкретных условий. Расчетами и монтажом занимаются специалисты, имеющие необходимые допуски к проведению подобных работ.

Преимущества и недостатки осевых вентиляционных приборов

Подобно прочим вентсистемам, осевые вентиляторы обладают своими достоинствами и недостатками.

В сравнении со своими ближайшими конкурентами, — центробежными модификациями, — они обладают следующими плюсами:

  • Высокая скорость вращения рабочего колеса при одинаковом потреблении электрической энергии.
  • Большой объем воздуха, перемещаемого за единицу времени.
  • Доступная стоимость.
  • Отсутствие перепада давления в различных частях помещения при работе вентилятора.
  • Малый уровень шума.
  • Большой ассортимент типоразмеров и технических характеристик, что облегчает выбор необходимой модели для конкретных условий эксплуатации.

Уступают осевые вентиляторы центробежным только по КПД, вследствие невозможности создать в вентиляционной системе большого напора воздуха. Это обуславливается их открытой конструкцией. В центробежных моделях закрытый кожух, в котором вращается крыльчатка, служит для создания дополнительного напора нагнетаемого в него воздуха.

Виды осевых вентиляторов

Осевые вентиляционные устройства различаются друг от друга по целому ряду параметров, в том числе и конструкционных. Чаще всего, к ним относятся:

  • Направление вращения рабочего колеса — вправо или влево, в результате чего воздух либо вытягивается из здания, либо наоборот, нагнетается извне во внутренние помещения.
  • Количество лопастей, их форма и размер. От этих показателей напрямую зависит величина объема перекачиваемого воздуха.
  • Мощность электродвигателя, определяет скорость вращения лопастей.
  • Вид корпуса — второстепенный фактор, имеющий влияние на способ монтажа и место установки конструкции.

Кроме классических приточно-вытяжных и модификаций в промышленности и быту используются следующие виды осевых вентиляторов:

    Подпорные — для создания избыточного давления внутри помещения, предотвращающее проникновение внутрь дыма, опасных газов, горючих паров. Применяются в шахтах лифтов, в нефтеперерабатывающих и химических цехах.

Помимо этого, имеется огромное количество вентиляторов осевой конструкции, которые применяются в самых различных областях человеческой жизнедеятельности — бытовых сушильных фенах, для обдува моторов электроприборов, автомобильных двигателей, и т.д.

Читайте также:  Цемент М500: характеристики и сфера применения
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector