Вентилатори

Известно е, че вентилаторите са основен елемент на вентилационните и климатичните системи. Те са част както от нагнетателните, така и от смукателните вентилационни инсталации, осигуряваща подаването на необходимия свеж въздух и отвеждането на отработения въздух от помещенията. Принципно представляват работни хидравлични турбомашини, при които механичната енергия, подавана на вала на работното колело на вентилатора се трансформира в хидравлична енергия – кинетична и на налягане, в резултат на взаимодействието на работните лопатки с флуида. Вентилаторите са устройства, предлагащи широко разнообразие от конструкции, начини на изпълнение и предназначение. Видове вентилатори Класифицират се на основата на различни признаци, сред които направление на въздушния поток, начин на постъпване на флуида, налягането и други. В зависимост от направлението на въздушния поток през работното колело, вентилаторите се определят като радиални, диагонални, осови и диаметрални. В практиката за радиалните и диагоналните вентилатори, се използва общото название центробежни. Според начина на постъпване на флуида до работното колело, вентилаторите се класифицират като едностранно и двустранно засмукващи. Обикновено двустранно засмукващите вентилатори се използват при транспортиране на големи дебити. Също така се определят като вентилатори за ниско, средно и високо налягане, с обърнати напред или назад лопатки и т.н. Във вентилационната техника широко приложение намират и трите групи вентилатори – осови, центробежни и диаметрални, които могат да бъдат в различно изпълнение, в зависимост от предназначението им. В настоящата статия се разглеждат специфичните характеристики на т.нар покривни и канални вентилатори, които като конструкция са основно осови и радиални. Осовите вентилатори Представляват работно колело с лопатки, разположено в цилиндричен корпус. В повечето случаи работното колело се монтира непосредствено на оста на електродвигателя, при което подаването на въздух в радиално направление отсъства. На входа на вентилатора се поставя колектор за подобряване на аеродинамичните му характеристики. Осовите вентилатори имат сравнително висок КПД, въпреки че напорните им характеристики не са големи. Използват се предимно за подаване на големи количества въздух при малки аеродинамични съпротивления на мрежата. Подходящи са и за директно вентилиране на помещения, тъй като могат да се монтират и непосредствено върху стена. Радиалните вентилатори представляват разположено в спирален кожух лопатъчно работно колело, при въртенето на което въздухът, попадащ в каналите между лопатките, се движи в радиално направление към периферията на колелото. Сгъстява се, след което под действието на центробежните сили попада в спиралния кожух и се подава към нагнетателния отвор. Работното колело представлява кух цилиндър, по цялата странична повърхност на който паралелно на оста на въртене, на равни разстояния, са разположени лопатки. Броят им е различен, в зависимост от предназначението и вида на вентилатора. Във вентилационните и климатичните системи се използват предимно радиални вентилатори с едностранно или двустранно засмукване, с различен наклон на лопатките. Използването на радиални вентилатори с обърнати назад лопатки, осигурява сериозна икономия на енергия (от порядъка на около 20%). Друго важно предимство е способността им да пренасят големи обеми въздух. Радиалните вентилатори с обърнати напред лопатки обезпечават едни и същи разходни и напорни характеристики в сравнение с вентилаторите с обърнати назад лопатки, при по-малък диаметър на работното колело и по-ниска честота на въртене. Затова, обикновено, те са по-малогабаритни и създават по-ниски нива на шум. Покривните вентилатори са предназначени да отделят въздуха от помещенията директно през покрива или посредством система от въздуховоди. Като елемент от смукателна вентилационна инсталация, покривните вентилатори осигуряват висока ефективност на вентилацията. В определени случаи те могат да се използват и в системи с големи аеродинамични съпротивления. Основните им елементи са корпус, работно колело с лопатки, електродвигател, оборудван с устройство за автоматично регулиране и виброизолираща подложка. При покривните вентилатори - по правило, се използват многостъпални осови или радиални вентилатори, с обърнати напред или назад лопатки, с едностранно или двустранно засмукване. Като покривни вентилатори не се използват радиални машини със спирален корпус. Приложение намират предимно два типа радиални покривни вентилатори стандартно изпълнение: n Вентилатор с радиално изхвърляне и n Вентилатор с факелно изхвърляне. Вентилаторите с радиално изхвърляне се характеризират със свободно въртящи се радиални колела. При тях потокът се изхвърля в радиално направление. Скоростта му на изхода от вентилатора затихва много бързо, поради което въздухът не се изхвърля на голямо разстояние от работното колело. За разлика от тях вентилаторите с факелно изхвърляне като конструкция наподобяват много каналните правотокови вентилатори, при които потокът се изхвърля по направление на оста на вентилатора. Използвани материали за покривни вентилатори Покривните вентилатори могат да бъдат както с метален, така и с корпус, изработен от полимерни материали. Сред най-често използваните метали са въглеродна стомана и поцинкована ламарина. Стандартните покривни вентилатори са предназначени за отделяне на невзривоопасни газовъздушни смеси от вътрешни помещения на сгради с промишлено и битово предназначение. Те могат да работят в широк температурен диапазон, което обяснява тяхното широко приложение в практиката. Най-често обаче, покривните вентилатори се използват за отделяне на газовъздушни смеси с температура не по-висока от 50 °С, със съдържание на прах и други твърди примеси по-ниско от 100 mg/m3 при отсъствие на лепкави вещества и влакнести материали. Предлагат се и покривни вентилатори взривозащитено изпълнение, подходящи за отвеждане на газопарови взривоопасни въздушни смеси. Условието е отвежданите въздушни смеси да не предизвикват ускорена корозия на въглеродната стомана, както и съдържанието на прах и други твърди примеси да не превишава 0,1 g/m3. Не се препоръчва използването на покривните вентилатори за преместване на въздушни потоци, замърсени с прах, както и монтирането им в близост до технологични съоръжения. Покривни вентилатори за димни газове Работата на покривния вентилатор би могла да се координира с нагнетателната вентилационна система, с цел създаване на баланс между подавания и отвеждания въздух. Освен за отвеждане на замърсения въздух, те са подходящи и за извеждане на димни газове. Предлагат се специални покривни вентилатори за отвеждане на димните газове от печки, пещи и открити камини. Покривният вентилатор за засмукване на димни газове се поставя в горната част на въздуховода и може да се включва както ръчно, така и автоматично, например при повишаване на температурата в канала или при включване на съоръжението – печка, камина т.н. Монтажни специфики Покривните вентилатори са характеризират със сравнително лесен монтаж и надеждна конструкция. Практически не се нуждаят от обслужване и се оборудват със стандартни системи за защита на електродвигателя. При монтирането им се препоръчва да се поставят върху специално предназначена за целта платформа, на определено разстояние от покрива на сградата. Тъй като покривният вентилатор е разположен извън сградата, желателно е да се предприемат мерки той да бъде максимално защитен от въздействието на външната среда, за да се осигури ефективната му и безаварийна експлоатация за дълъг период от време. Канални вентилатори Те са сред най-разпространените във вентилационните и климатичните системи. Представляват компактни съоръжения с много добри аеродинамични свойства и възможност за регулиране на мощността, което именно ги прави едни от най-често използваните в практиката. Подходящи са за нагнетателните и смукателните вентилационни системи с общо предназначение в промишленото и гражданското строителство. Характерна особеност на каналните вентилатори е балансираната работа, обезпечаваща ниско ниво на шум и вибрации, а следователно и дълъг срок на експлоатация. Малки габарити - голям разход на въздух Каналните вентилатори са два основни вида – осови и радиални (центробежни). Могат да бъдат още многостъпални, с лопатки обърнати както напред, така и назад, с едностранно или двустранно засмукване. Осовите канални вентилатори се използват предимно в неголеми системи. При сравнително малки габарити и ниски нива на шум, те са способни да осигурят голям разход на въздух – до 35 000 куб. метра в час. Най-разпространени са радиалните канални вентилатори. Те се предлагат в различни модификации за кръгли и правоъгълни въздуховоди. Според други признаци за класификация са: стандартни и звукоизолирани, взривозащитени, високопроизводителни и високонапорни. Предлаганите от различните производители вентилатори се характеризират с някои общи конструкционни специфики. Корпусът на голям брой агрегати се изработва от галванизирана или поцинкована стомана, с което осигурява добра защита от корозия. В качеството на изолация се използват водонепромокаеми материали. Например, минералната вата не е податлива на влиянието на парата и влагата, а също така издържа до температура 200 °С. Поради неголемите си габаритни размери този вид вентилатори могат да се монтират непосредствено във въздуховодната мрежа, да се вграждат в каналните системи за вентилация и климатизация на въздуха, както и да се скриват в окачен таван или в специален вертикален шкаф. Допуска се поставяне на вентилатора в различни положения. Не се препоръчва често спиране и пускане - при ниски температури Както бе посочено, основно предимство на каналните вентилатори е компактността им при значителен разход на въздух. Подходящи са предимно за преместване на невзривоопасни газовъздушни смеси с температура не по-висока от 40 °С и агресивност, която по отношение на въглеродната стомана не е по-висока от тази на въздуха. При ниски температури не се препоръчва често спиране и пускане на каналния вентилатор. Допустимото съдържание на прах и други твърди примеси в преместваната среда е не повече от 10 mg/m. Каналните вентилатори с малка производителност, като правило се оборудват с еднофазни електродвигатели. Вентилаторите с голям разход на въздух и голям напор се захранват с трифазно напрежение. Оборудват се с различни средства за регулиране и автоматика. Производителността на вентилатора може да се променя с помощта на трансформатор и безстъпален регулатор.