Промышленные вентиляторы: виды и особенности

Устройство вытяжного промышленного вентилятора и принцип работы

Общее устройство промышленных вентиляторов представляет собой конструкцию, состоящую из нескольких элементов:

Рабочее колесо с лопастями.
Корпус, к которому крепится защитный кожух и защитная сетка.
Электродвигатель, соединенный напрямую или при посредстве редуктора с рабочим колесом.

Конструкция осевого вытяжного вентилятора

Особых требований к бесшумности работы обычно не предъявляется, поэтому промышленные вентиляторы обычно отличаются высоким уровнем шума: на промышленных предприятиях это обычно не воспринимается как критический недостаток. Если же техническим регламентом требуется установить лимит уровня шума (например, в лечебных, административных учреждениях), можно подобрать модели с улучшенной шумоизоляцией.

При включении устройства, за счет вращения рабочего колеса с закрепленными лопастями, создается воздушная тяга. Загрязненный воздух засасывается вентилятором и направляется в воздушные короба, откуда, через выходные вентиляционные отверстия выбрасывается наружу здания.

В некоторых модификациях удаление воздуха из цехов производится напрямую, через отверстия в стенах или окна.

Виды и типы крышных вентиляторов для дыма

По стандарту СДУ должна иметь и приточный, и вытяжной вентилятор.

По принципу работы выделяют два вида крышного вентилятора: осевой или центробежный. Осевой вентилятор – специальное устройство, которое перемещает воздух вдоль оси. Работает такой вентилятор либо на вытяжку, либо на нагнетание воздуха внутрь обслуживаемого помещения. Все это обеспечивают специальные осевые лопатки, загнутые назад.

Осевые вентиляторы обычно используются там, где нет воздуховодов. Изготавливают их из высокопрочной стали с особой высокими антикоррозийными свойствами. Что неудивительно, ведь крышный вентилятор находится под всегда под прямым дождем и снегом. Поэтому крылья у него сделаны из специального сплава алюминия.

Да, осевой вентилятор удобный в эксплуатации, достаточно эффективный и надежный, но его используют только в промышленных зданиях. А вот у центробежного производительность более высокая, его разрешено монтировать в многоэтажных строениях, но из-за сильного шума при его работе для частного дома такое устройство не подойдет. Кроме того, такие вентиляторы не рассчитаны на работу с агрессивными средами, какие нередко бывают на производствах.

Отдельный вид дымного вентилятора – диагональный. По сути, это просто усовершенствованная модификация осевого, где благодаря особой конструкции лопастей дым уже выводится по диагонали.

А вот крышные вентиляторы центробежного типа уже действуют по-другому. Они как бы выбрасывают воздух под прямым углом. Такая структура позволяет правильно работать даже при сильном ветре.

Есть еще один вид крышных вентиляторов – радиальные, которые устанавливают прямо над используемым помещением. Они изначально рассчитаны на агрессивные рабочие среды. Сейчас поясним, для чего это нужно. Дело в том, что довольно часто в цехах при работе с определенными материалами и жидкостями в воздух выделяются специфические вещества, которые, соединяясь с влагой, способствуют быстрой коррозии любого металла. Вот почему над рестораном – один риск коррозии крышных элементов, а над заводским цехом – совсем другой.

Если говорить о принципах работы таких вентиляторов, то он практически не отличается от диагонального или осевого. Просто здесь воздух засасывается благодаря центробежным силам. Но при этом радиальные вентиляторы достаточно мощные и надежные, а потому чаще всего применяются на промышленных объектах. Но их не ставят там, где в воздухе присутствуют смеси с разрушающими веществами.

К слову, именно у радиальных вентиляторов для защиты мотора зачастую применяются специальные колпаки. При этом их форма имеет большое значение, ведь за счет нее динамическое давление частично преобразовывается в статистическое. А это уже влияет на функциональность самого устройства.

Далее, есть специальные приборы, которые укомплектованы двумя или даже тремя моторами. Такие способны сами корректировать свою производительность, в зависимости от требования к ним. Именно такие модели чаще всего используют в системах, которые одновременно рассчитаны на две основные функции – выведение дыма и общее вентилирование.

В современных моделях даже можно регулировать частоту оборотов мотора, причем при помощи специальных датчиков и программ в автоматическом режиме. В итоге такое устройство потребляет намного меньше электроэнергии и куда более эффективно.

Что же касается тонкостей монтажа, дымный вентилятор вполне возможно технически грамотно установить практически в любом месте крыши здания, даже в сложном проекте.

Особенности и принцип работы промышленной вентиляции естественного типа

Если для своего предприятия вы выбрали монтаж промышленной вентиляции, работающей исключительно за счет разницы температур и давления в помещении и снаружи, то в этом случае промышленное оборудование при работе не должно выделять в окружающую среду вредные вещества. В противном случае не обойтись без приточно вытяжной вентиляции с фильтрацией воздуха.

Для того, чтобы отработанный воздух выходил из производственных помещений естественным путем, необходим расчет и монтаж специальных вентиляционных отверстий, которые должны быть расположены на разной высоте.

Принцип работы естественного воздухообмена в помещении выглядит так:

нагретый воздух поднимается и выходит из помещений через проделанные заранее отверстия;
более тяжелый чистый холодный воздух опускается через те же отверстия вниз;
воздушные потоки смешиваются, отработанный воздух выходит наружу, чистый проникает внутрь.

Вентиляция промышленных зданий таким способом используется достаточно редко, так как ее эффективности не хватает для того, чтобы обеспечивать большую промышленную площадь свежим воздухом. Даже самый точный расчет не поможет там, где оборудование работает с выбросом вредных веществ в воздух.

Расчет системы вентиляции на производстве

На первом этапе выявляют источник загрязнения. После этого рассчитывают объем воздушных масс, которые нужно отводить из помещения. Также определяют скорость входящего потока. При отсутствии сильного загрязнения последний показатель вычисляют по формуле L = N х m, где N — число работников, m — рекомендованный объем воздуха на 1 человека (составляет 30 или 60 куб. м, в зависимости от наличия естественной вентиляции).

Для расчета системы вентиляции выявляют источник загрязнения.

Для каждого выделяемого при производстве вещества предусмотрены свои допустимые концентрации. Чтобы они не превышались, должны поступать чистые потоки, скорость которых рассчитывается по формуле L = Mв / (yпом – yп). Упом — концентрация загрязняющего веществ в помещении, уп — содержание того же компонента в поступающем извне воздухе. Под Мв понимают массу выбрасываемого вещества.

Требования к промышленному вентиляционному оборудованию

При выборе производственного проветривающего оборудования соблюдают такие правила:

Вентиляторы должны присутствовать в каждом цехе, независимо от загрязненности воздуха и числа сотрудников. Это обеспечивает безопасность в случае непредвиденных ситуаций.
Уровень шумности не должен превышать установленные СНиПами нормы.
Не допускается загрязнение воздуха самим оборудованием. При использовании современных систем такое исключено. Требование относится к устаревшим устройствам.
Объем выводимого воздуха из сильно загрязненного помещения должен превышать количество поступающего. Противоположную ситуацию создают в чистых комнатах. При средних показателях загрязненности поддерживают баланс между поступающим и выводимым воздухом.
На одного работника должно приходиться не менее 30 куб. м чистого воздуха в час. При необходимости объем увеличивают пропорционально площади цеха.
Для каждого здания предусмотрены свои типы вентиляционных приборов. Можно монтировать любые вытяжные системы, соответствующие СНиПам.

Назначение

Система вентилирования необходима в любом помещении. Промышленная вентиляция – это технологическое понятие, которое связано с удалением, подачей и фильтрацией воздуха. Промышленные вентиляторы используются для производственной, коммерческой, а также жилой инфраструктуры.

В основе отличия от бытовых вентиляторов лежит особая специфика, которая имеется в производственных помещениях. Если в обыкновенных зданиях часто используется механическая и естественная вентиляция, то на производстве вентиляционный процесс несколько более сложный.

Так специальные промышленные вентиляторы способны активировать вентиляцию с подогревом и кондиционированием воздуха; непосредственно сами системы оборудуются сильными фильтрами. Они не допускают попадание в воздух вредных токсичных газов. Промышленная вентиляция крайне важна, и многие здания оснащаются аварийными вентиляционными системами. Подобные системы быстро срабатывают в случае обнаружения вредных веществ. Также промышленные вентиляторы защищают оборудование от перегрева.

Разновидности центробежных вентиляторов

Имея различные критерии, кулера радиальные могут быть классифицированы следующим образом:

по направленности движения воздушных потоков (вытяжные и двустороннего всасывания);
по величине воздушного давления (низкий уровень, средний уровень, высокий уровень);
по направлению вращений (правостороннее вращение, левостороннее вращение).

Диапазон использования данных устройств достаточно широк и распространяется на бытовые сферы, и на сферы промышленного деяния. Использование радиального кулера в той или иной области обусловливает его полное давление.

Все существующие механизмы обозначаются согласно ГОСТУ такими условными знаками:

«В» – название изделий (вентилятор);
«Ц» или «Р» – разновидность механизма (центробежные, радиальные);
Целое число, обозначающее размер коэффициента указывающего на полное давление;
НУ – число быстроходности;
D – величина наружного диаметра рабочего колесика, которая является и номером изделия.

Вентилятор центробежный для вентиляции

К примеру, вы приобрели устройство, имеющий буквенно-цифровое обозначение ВЦ-86-75-6,0 – это обозначает следующее – кулер центробежный, характеризуется полным давлением с коэффициентом 0,86, его быстроходность составляет 75, а диаметр рабочего колеса равен 600 миллиметрам.

По этим параметрам вы с легкостью сможете определиться с выбором правильной техники.

Конструктивные особенности, основные типы

Среди требований, которым должен отвечать промышленный вентилятор для вытяжки:

четкое соответствие рабочих параметров паспортным характеристикам;
высокая надежность, обеспечиваемая качественными материалами, долговечными комплектующими, динамической балансировкой, продуманной конструкцией, точностью сборки;
соответствие допускаемым значениям шума, вибрации;
невысокое энергопотребление.

По принципу устройства изделия относятся к осевым или центробежным (радиальным).

Осевые вентиляторы повышенной мощности

Конструкция обычный осевой вентилятор включает в себя крыльчатку, установленную в корпусе на оси с приводным двигателем. При вращении лопастей воздушный поток направляется по оси. Главные преимущества оборудования:

небольшие размеры и вес;
реверсивность (обратимость потока при изменении направления вращения);
простота конструкции и невысокая стоимость;
сниженный шум;
невысокое энергопотребление;
небольшие эксплуатационные затраты;
широкие возможности регулирования (нагрузка на двигатель при изменении оборотов меняется незначительно).

Обычно вытяжные вентиляторы промышленные осевого типа применяются при необходимости обеспечения больших расходов при невысоком давлении.

Радиальные вытяжные вентиляторы для промышленности

Широко распространенные радиальные (центробежные) вентиляторы организуют поток газовой среды перпендикулярно направлению всасывания. В основе их работы лежит перемещение воздуха центробежным усилием, создаваемым движением лопаток рабочего колеса. Конструктивно они представляют собой улиткообразный корпус, в котором вращается колесо с лопатками.

Вращение на колесо рабочее передается от электродвигателя непосредственно либо через клиноременную передачу. К их главным преимуществам относятся возможность достижения больших давлений, сниженный уровень шума, надежность.

Серийно выпускаются радиальные вентиляторы с различным уровнем давления и широким диапазоном производительности. В сравнении с осевыми моделями они направляют поток воздуха только в определенном – указанном в паспорте направлении. Кроме того, изделия сложнее в конструкции и не допускают значительных изменений оборотов рабочего колеса.

Другие промышленные вытяжные вентиляторы

Более редкими являются вихревые вентиляторы промышленные для особо высоких давлений порядка 60000 Па и диаметральные с барабанным колесом, создающие широкий воздушный поток.

Для привода вентиляторов используются электродвигатели асинхронные. В промышленности чаще применяются трехфазные модели, но в ряде случаев для небольших мощностей подходят однофазные двигатели.

Все более широкое распространение приобретают промышленные канальные вентиляторы для вытяжки, устанавливаемые прямо в воздуховоды вентиляционной системы. Различают круглые, прямоугольные, квадратные канальные вентиляторы. К их преимуществам относятся:

удобство и простота монтажа;
компактность;
эффективность работы;
надежность, долговечность.

В основном канальные вентиляторы принадлежат к осевому типу, но применяются также радиальные и диаметральные модели.

В определенной концентрации мелкодисперсные пылевые и газовоздушные смеси могут вызвать взрыв. Поэтому в ряде производств пищевой, химической, газоперерабатывающей индустрии используются взрывобезопасные вентиляторы. Безопасность достигается подбором материалов, исключающих образование искр, герметизацией корпуса, применением специального электродвигателя и других комплектующих.

Промышленные вентиляторы, работающие в высоко агрессивной среде, выполняются из нержавеющей стали или особо стойкого пластика.

Кухонные вентиляторы промышленного типа приспособлены к работе в условиях высокой влажности и повышенной концентрации жира.

Вентиляторы дымоудаления используются в системах противопожарной безопасности, ряде пищевых производств, энергетике.

Вытяжные промышленные вентиляторы радиального типа

Радиальные вентиляторы организовывают воздушный поток перпендикулярно вектору всасывания. Перемещение воздушной массы осуществляется центробежным усилием, возникающем при работе лопаток колеса. Конструкция в виде улитки.

Вращательные движения возникают под действием электродвигателя.

Основные достоинства:

достижение высокого давления;
степень шума понижена;
надежность работы.

По сравнению с осевыми вентиляторами, радиальные модели более сложны конструктивно, не могут менять направление потока и обладают большей мощностью. С их помощью можно спроектировать сложную разветвленную систему вентиляции на производстве.

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:

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.
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.
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.

На кухне вытяжной вентилятор всегда устанавливается на вытяжку, дополнительно желателен монтаж на выходе канальной вентиляции, оба вентилятора для подпора воздуха работают почти без шума.
В уборной вытяжное устройство монтируется на выход канальной вентиляции и способствует удалению запахов.
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.

Виды и сферы применения

Промышленные вентиляторы обладают различными системами: приточные, вытяжные, обменные, комбинированные, местные. Каждая из подобных систем имеет собственный набор элементов.

Промышленные вентиляторы бывают двух основных видов:

Осевые – перемещают воздух с помощью лопастей по оси движения.
Радиальные – перемещают воздух по спирали через входное отверстие, за что получили второе название «улитка».
По типу исполнения делятся на:
Крышные – устанавливаются на крышах зданий;
Канальные – монтируются прямо в каналы (воздуховоды), имеются модели для круглых, квадратных и прямоугольных каналов;
Дымоудаления – для аварийных систем вентиляции, призваны отводить дым из помещений при возгорании;
Пылевые – отводят пыль и иной производственный мусор в специальные блоки;
Взрывозащищенные – устанавливаются на объектах с повышенной взрывоопасностью, устойчивы к агрессивным средам.

Промышленные вентиляторы устанавливаются в следующих видах помещений:

В цехах на заводах и фабриках, в складских помещениях, других производственных предприятиях;
В коммерческой недвижимости (торгово-развлекательные центры, кинотеатры, гостиницы, аквапарки, больницы и проч.);
В жилом фонде (бизнес-центры и офисные здания, частные дома и жилые комплексы, учебные заведения и проч.);
В сфере общепита (кафе, рестораны, столовые).

В зависимости от типа производства используются различные варианты промышленных вентиляторов. К примеру, в деревообрабатывающей промышленности применяют вентиляционную систему, способную уносить стружки, пыль и иной мусор в особые блоки. В сложном металлургическом производстве применяется мощная вентиляционная система, которая направлена на отвод пыли, тепла и прочего.

Для больниц и поликлиник применяют промышленную вентиляцию с высокими санитарно-гигиеническими требованиями, особое внимание уделяется экологичности материалов при изготовлении вентиляции.

Принцип работы и конструкция

Радиальный вентилятор, встроенный в воздуховод

Принцип работы вентиляторов радиального типа представляется следующим образом:

Загрязненный воздух поступает во входное отверстие агрегата.
За счет вращения колеса-лопатки, помещенного в спиральный кожух, он засасывается внутрь и перемещается под действием центробежной силы.
Воздух собирается в кожухе устройства и перенаправляется к выпускному отверстию.

Конструктивно такой прибор выглядит как колесо с лопатками, закрепленное на станине с залитыми в нее радиальными подшипниками и валом (последний закрыт спиральным кожухом). Для приведения в циклическое движение используется типовой электрический двигатель. На колесе помимо лопаток выделяются задний и передний диски, а также массивная ступица. Форма и количество лопаток зависят от назначения конкретной модели.

Колеса с обратно загнутыми лопастями устанавливаются в экономичных образцах изделий, потребляющих примерно на 20% меньше электроэнергии. При этом они хорошо справляются с текущими воздушными нагрузками. С другой стороны, образцы с загнутыми вперед лопатками намного меньше шумят, что объясняется более низкой частотой вращения двигателя. Кроме того, эти модели характеризуются уменьшенными размерами колеса и корпуса всего устройства.

Разница между осевыми и радиальными разновидностями проявляется в истории их применения человеком для практических нужд. Первые появились намного раньше и устроены несколько по-другому. В изделиях этого типа воздушные массы перемещаются вокруг оси, на которую насажены лопасти вентилятора. Струи воздуха движутся в том же направлении, что задается вращением ротора электродвигателя.

Центробежные вентиляторы

Простота конструкции центробежных вентиляторов позволяет обеспечивать огромную производительность, хорошие показатели давления воздуха. А простота гарантирует им надежность в очень сложных условиях.

Конструкционно центробежный вентилятор состоит из нескольких важных функциональных узлов:

двигатель;
система прокачки воздуха в виде плоского колеса с лопатками;
корпус, не только выполняющий роль несущей конструкции, но и формирующий циркуляцию воздуха.

Вся конструкция накрывается дополнительной оболочкой. Она служит звукоизолирующим кожухом. Обычно он обшивается шумопоглощающим материалом.

Система прокачки воздуха представляет собой плоское колесо. Оно состоит из пары дисков. Один из них сплошной, он соединен с двигателем. Второй имеет большое центральное отверстие. Между собой диски соединены по периметру лопатками-лопастями. При вращении они формируют поток воздуха, направленный наружу колеса.

Забор рабочего тела производится через центральное отверстие одного из дисков. В зависимости от конфигурации и формы лопастей, насосы способны:

работать с твердыми составляющими потока, модели не имеют дисковых элементов;
перемещать воздух с незначительным содержанием твердых примесей, однодисковые решения;
работать с чистым воздухом, в широком диапазоне выходных объемов и давлений, классические двухдисковые модели.

В трехдисковых насосах две области лопаток. Подобные модели путем реверсирования двигателя способны перекачивать рабочее тело в двух направлениях.

Как это работает

Работу центробежного вентилятора можно описать достаточно просто.

Двигатель при включении устройства начинает вращать лопастное колесо.
Воздух между лопатками под действием центробежной силы начинает двигаться наружу.
На внутренней части лопастного колеса образуется зона низкого давления.
Воздух снаружи под действием разности давления поступает в центр колеса.
Движение воздуха к краю лопастного колеса заканчивается на границе — стенке корпуса. Здесь кинетика рабочего тела преобразуется в давление.
Образованное лопастным колесом давление воздуха выбрасывает последний через выходной патрубок.

Такая простая схема работы обуславливает надежность конструкционного решения центробежного вентилятора. Сегодня он встречается повсеместно в системах вентилирования, для поддержания формы уличных надувных аттракционов, в схемах удаления пыли и других твердых частиц из воздуха.

Виды лопастей

В зависимости от конфигурации лопастей, у насоса могут быть разные эксплуатационные характеристики. Это не только выходные технические параметры в виде давления и объема перекачки воздуха. Применяя те или иные конфигурации лопастей, инженеры добиваются снижения массогабаритных показателей насоса и уровня шума.

Изогнутые назад лопасти не позволяют пыли накапливаться внутри вентилятора, хорошо подходят для воздуха с большим уровнем примесей.
Изогнутые вперед лопасти прокачивают максимальное количество воздуха, насос способен обеспечить большое давление.
Самый простой тип лопастей — прямые радиальные. Они применяются в насосах с низким давлением, отличаются малым уровнем шума. Для защиты от эрозии лопатки обрабатывают специальными составами.