Принцип работы осевых и радиальных вентиляторов
Принципиальное отличие между осевым и радиальным вентилятором составляет форма рабочих лопастей, и каким образом эти лопасти (крыльчатки) закрепляются в устройстве на роторе.
Вентиляторы осевые агрегаты, где лопасти крепятся на оси вращения, тем самым обеспечивая перемещения воздуха по этой оси. Радиальные же вентиляторы имеют спиральный корпус наподобие улитки, а лопасти располагаются по всему радиусу. Вращаясь, вентилятор всасывает воздух через каналы между крыльчатками. Воздух при этом перемещается по направлению действия центробежной силы, поэтому эти устройства ещё часто называют центробежными.
Виды вентиляторов
Сегодня в продаже имеется большой ассортимент самых разных
вентиляторов. Наибольшей популярностью пользуются:
напольные,
настольные,
потолочные модели.
Они отличаются своей конструкцией, уровнем мощности, а также
функциональным обеспечением.
Настольные вентиляторы
Для вентиляторов данного типа характерны небольшие габариты,
малый радиус действия и невысокая мощность. Их можно устанавливать на любых
горизонтальных поверхностях (на сервантах, столах, тумбах и т.д.). Существуют
также модели, оснащенные гибкой ножкой-прищепкой – их можно цеплять даже к
спинке кресла.
Настольные конструкции легко переносить с одного места на
другое. Однако они весьма ограничены по функциям и обычно имеют одно рабочее
положение (в лучшем случае они могут поворачиваться на 90 градусов). Иногда в
них предусмотрено три режима работы для регулирования потока воздуха.
Потолочные вентиляторы
Поскольку применение потолочных вентиляторов предполагает
наличие довольно высоких потолков, они не пользуются большой популярностью при
обустройстве квартир. Преимуществом конструкций данного типа является то, что
они не занимают в помещении полезного пространства и обладают большой мощностью.
Напольные вентиляторы
Наиболее ходовой и популярной конструкцией является
напольный вентилятор. Посредством него прохладным воздухом можно наполнять не
только зону рабочего места, а и целое небольшое помещение.
В отличие от настольных аналогов, у напольных конструкций
имеется высокая ножка. В большинстве случаев ее высоту можно регулировать.
Длина лопастей таких моделей в полтора – два с половиной раза превышает длину
лопастей настольных конструкций. Соответственно, они способны обдувать гораздо
большее пространство.
Функциональный набор здесь довольно широк и может предложить
массу удобств (например, работа при любом углу поворота, множество скоростей и
режимов обдува, подсветка).
Устройство и принцип работы
Конструкция радиального (или, как его еще называют, центробежного) вентилятора может существенно различаться в зависимости от возложенных на него функций, условий работы, мощности и скорости вращения, места установки и габаритных размеров. Однако общий принцип сохраняется даже в наиболее специфичных разновидностях. В состав любого радиального вентилятора входят :
- Механизм привода – комплекс узлов и деталей, обеспечивающий подачу или подачу с изменением по величине и направлению (редуктор) крутящего момента от силового агрегата к ступице вентилятора.
- Ступица – подвижная деталь, задающая траекторию вращения. С ней неподвижно соединены рабочие диски.
- Рабочие диски – остов для крепления лопастей, представленный основным (задним) и передним диском.
- Лопасти (рабочие лопатки, решетка) – основная часть вентилятора, собственно перемещающая массы воздуха.
- Корпус – кожух, объединяющий все вышеперечисленные элементы в единый блок и ограждающий их от внешних воздействий; также участвует в формировании и направлении воздушного потока (функции диффузора).
- Станина – модуль, предназначенный для крепления вентилятора к другим устройствам и механизмам.
- Фланцы – закраины на впускном и выпускном окнах корпуса, необходимые для подключения каналов и патрубков.
ВАЖНО! Принцип работы радиального вентилятора прост и основан на способности вращающейся лопастной решетки создавать разрежение, засасывающее все новые и новые порции воздуха во впускное окно. Попавшие внутрь воздушные массы сразу же подхватываются лопастями, отбрасываются в диффузор и оттуда поступают к выпускному окну
Отличительной чертой вентиляторов, работающих по этой схеме, является перпендикулярность осей входящего и выходящего потока.
В чем отличия между радиальными и осевыми вентиляторами
Климатическое оборудование широко используется в промышленности и быту. В зависимости от целей и условий установки вентиляции выбирается агрегат. Существуют центробежные и осевые приборы. И те, и другие приводят в движение воздушные массы, но с разной направленностью, мощностью и давлением. Рассмотрим подробнее, в чем заключается разница между радиальными вентиляторами и осевыми агрегатами.
Принцип работы центробежного устройства
Конструкция радиального вентилятора состоит из колеса с вращательными лопатками, всасывающего и нагнетающего механизмов. Под действием центробежных сил от периферии воздух затягивается в центр,и выталкивается перпендикулярно входящему воздушному потоку во внешнюю среду. Такой принцип действия прибора позволяет его использовать в подземных тоннелях.
Лопасти в колесе могут располагаться параллельно или перпендикулярно относительно оси окружности. Использование первого варианта позволяет снизить шум, не теряя производительность. Второй вид позволяет сделать конструкцию более компактную, но с меньшей мощностью, что также находит свое применение.
Модели могут быть оснащены дополнительными системами, в зависимости от того для какой отрасли оно было разработано. Так, например, в приборах может стоять защита от высоких температур, и сама конструкция выполнена из жаропрочного материала, устойчивого к коррозии. Также может быть встроена защитная функция от взрыва. Данные возможности могут объединяться в одном приборе, а могут встречаться в по отдельности.
Механизм осевых вентиляторов
Осевой вентилятор отличается от радиального несложной конструкцией и невысокой стоимостью. Механизм состоит из сквозного цилиндрического кольца, внутри которого расположены под углом лопасти. Такое расположение внутренних деталей позволяет винту захватывать воздух, и рассеивать его в пространстве.
Несмотря на простой механизм, устройство очень эффективное. Существенные изменения режима в процессе работы вентилятора оказывают незначительное влияние на нагрузку двигателя. В радиальных устройствах такого преимущества нет. Осевой вентилятор за счет реверсивности может менять направление распространения воздушного потока при изменении рабочего положения колеса.
Как сделать выбор между приборами
В большинстве случаев, выбор вентиляционного устройства диктует область его применения. Как показывает практика, радиальный вентилятор больше эксплуатируется в промышленности, осевой агрегат активно используется в установке системы вентиляции в помещениях, применяется в качестве охлаждения двигателя (мотора) в бытовой технике и транспорте.
Радиальный вентилятор в лакокрасочном цехе
Основные факторы, на которых базируется выбор модели вентилятора, следующие:
- объем вентилируемого воздуха;
- форма воздуховода и его площадь;
- длина вентиляционной системы;
- максимальный и минимальный уровень предполагаемой температуры воздуха.
Разделение применения механизмов связано с работой воздухоотвода. Отличием осевого прибора является распространение воздушного потока от оси в пространство по окружности. Радиальный вентилятор, наоборот, создает направление воздуха от периметра окружности и направляет его в центр.Можно сказать, что разница этих двух приборов в их конструкции и рециркуляции воздуха.
Учитывая область применения, может быть необходимость в воздушном потоке высокого давления. Для сложных промышленных тягодутьевых установок больше подойдут радиальные вентиляторы. Осевые устройства больше ориентированы на работу в местах для простого и быстрого проветривания.
Вентиляторы осевые промышленные
При создании приточно-вытяжной вентиляционной системы используются также канальные вентиляторы. Они могут выступать в виде самостоятельной установки внутри воздухоотвода или дополнительного звена в вентиляционном механизме.
Для обеспечения принудительной воздушной циркуляции подбирается определенный механизм, способный ее обеспечить. Технические параметры должны соответствовать требованиям установки вентиляции для определенных условий.
Особенности осевых вентиляторов
Вентиляторы, что вытесняют воздух через ось линейно, получили название осевых. Впервые данный вид кондиционирования был использован в Англии в 1734 году. Осевые вентиляторы в отличии от радиальных приобрели более широкое распространение, ведь они просты в проектировании, дешевле при изготовлении и меньше по размерам. Такой вид оборудования подходит для компактных помещений с ограниченной квадратурой.
Данный вид климатического оборудования состоит из сквозного цилиндрического кольца, внутри которого расположены под углом лопасти. Одним из главных плюсов осевых вентиляторов является образование мощного концентрированного потока вместо распространения воздуха, как это происходит в радиальных кондиционерах. Кроме того, изогнутая серповидная форма лопастей значительно снижает уровень шума приборов. Использование осевых вентиляторов гарантирует экономию электроэнергии и большую продолжительность срока службы. Отсутствие центробежной силы не создает большое давление. Также данный вид вентилятора можно эксплуатировать при низких температурах (до — 40°). Его используют как в промышленных масштабах, так и в быту (для ванных комнат, кухонь).
Лучшие радиальные канальные вентиляторы
Радиальные вентиляторы используются в основном в больших промышленных помещениях. Их КПД существенно отличается от устройств, описанных выше. Команда ВыборЭксперта изучила предложения производителей в этом сегменте и выбрала 3 мощные и надежные модели среди центробежных устройств.
Dospel WK 315
Экономичный полупрофессиональный канальный вентилятор для вытяжки, который рекомендован для использования в кафе, барах, ресторанах, складских или производственных помещениях. Он увеличивает давление в воздуховоде и подходит для каналов круглого сечения диаметром 31,5 см. Однофазный электродвигатель потребляет минимум электроэнергии, оснащен внешним ротором и разработан для длительной работы без перерыва.
Уровень защиты IP 44 позволяет использовать прибор не только внутри, но и на улице. Устройство выдерживает резкие перепады температуры. Загнутые назад лопасти хорошо отбалансированы. Это значительно увеличивает срок службы прибора. Регулярного технического обслуживания модель не требует. Корпус сделан из оцинкованной стали, которая не подвержена коррозии.
Достоинства
- Высокая производительность – 2200 м3/ч;
- Небольшой вес;
- Монтируется в любом положении;
- Продается во многих магазинах и интернете.
Недостатки
- Высокая цена – от 13 000 рублей;
- Работает шумно.
Мощность Dospel WK 315 настраивается с помощью регулятора оборотов RP 300 и RN 300. Однако их нужно докупать отдельно от вентилятора.
Zilon ZFO 200
Самый малошумный центробежный вентилятор для воздуховодов диаметром 20 см из представленных в рейтинге моделей. Корпус из композитного полимера имеет малую отражающую способность. К тому же материал не разрушается при использовании в агрессивной среде. Это делает прибор тише и долговечнее пластиковых вариантов. Встроенные термоконтакты с автоматическим перезапуском защищают двигатель от перегрева. Скорость вентиляторов регулируется плавно, без скачков мощности. ZFO 200 ставится прямо в воздуховоды круглого сечения. Монтировать прибор можно в любом положении, это не влияет на качество работы.
Достоинства
- Электродвигатель с балансировкой в 2-х плоскостях;
- Класс электроизоляции II;
- Не подвержен коррозии;
- Диапазон рабочих температур от -30 до +60 градусов.
Недостатки
Не везде продается.
Ванвент ВКВ-315Е
Модель входит в лучшие канальные вентиляторы для круглых воздуховодов с встроенным управлением. С помощью ЕС-контроллера можно дистанционно управлять прибором на основании сигналов таймера, датчиков температуры, влажности или других внешних устройств. Даже при длительной работе без перерыва прибор практически не нагревается, не нуждается в дополнительном охлаждении.
Контроль работы устройства полностью автоматизирован. В конструкции есть защита от перегрева, блокировки ротора, перекоса фаз или других сбоев. Эти опции увеличивают срок службы Ванвент ВКВ-315Е. Двигатель находится внутри рабочего колеса, благодаря чему невозможно повредить его снаружи. Такая конструкция обеспечивает низкий уровень шума – не выше 67 дБ. Корпус сделан из высококачественной оцинкованной стали, которая не боится влаги и не подвержена коррозии.
Достоинства
- Экономит электроэнергию;
- Не требует частого обслуживания;
- Компактный размер;
- Надежный двигатель.
Недостатки
Дорого.
Модель рекомендована для помещений, где нужна мощная принудительная вентиляция – в супермаркетах, отелях, аэропортах, кинотеатрах, на вокзалах.
Что такое радиальный вентилятор и чем отличается от осевого?
Осевые вентиляторы стали использоваться промышленностью несколько позже, чем радиальные. Однако сегодня они стремительно завоёвывают популярность из-за своих уникальных эксплуатационных характеристик.
Вентиляторы ВР 300 45 продолжают использовать в промышленных масштабах. Различные системы глубокого кондиционирования воздуха позволяют эффективно снабжать различные, даже удалённые комнаты свежим воздухом.
Положительные стороны применения осевых вентиляторов
Дело в том, что осевые модели вентиляторов обладают некоторым рядом технических преимуществ, которые и повлекли к их систематическому использованию. Все они будут описаны ниже:
- относительно небольшой вес (в сравнении с радиальными аналогами),
- возможность создания реверсивного потока воздуха,
- простота монтажа,
- более высокий КПД.
В качестве примера использования осевого вентилятора можно привести кондиционирование воздуха в тоннелях (как в транспортных тоннелях, так и в шахтёрской скважине).
Одним из главных преимуществ осевых вентиляторов является возможность реверса. Другими словами, меняется полярность питания и вентилятор начинает вращаться в обратную сторону, при этом генерируя ровно тот же воздушных поток, только в обратную сторону.
Подобный приём попросту невозможен у радиальных вентиляторов. Но существуют у радиальных аналогов и преимущества над осевыми.
Почему радиальные вентиляторы продолжают использоваться?
Всё дело в том, выбор вентилятора зависит от конкретных целей. Например, в сложнейших системах аспирации воздуха требуется его высокое давление. По этой причине альтернативы радиальным вентиляторам попросту не существует.
Сниженный КПД можно объяснить свойствами конструкции. Дело в том, что радиальный вентилятор значительно тяжелее осевого. Следовательно, для его раскручивания требуется больше энергии.
Вместо радиальных могут использоваться и осевые вентиляторы, но в этом случае потребуется установка дополнительных ступеней, что априорно не может быть рентабельным.
Означенный способ применяется только в самой крайней необходимости (нет возможности приобрести радиальный вентилятор или должным образом его установить).
Центробежные или осевые вентиляторы? Что выбрать?
В современном мире климатическое оборудование активно используется во всех сферах жизнедеятельности, начиная с повседневных бытовых нужд и заканчивая масштабным использованием в промышленности. Именно поэтому существует большая масса разновидностей этих агрегатов.
Они распределяются по различным классификационным признакам:
- в зависимости от целей использования
- условий установки климатического оборудования
- сферы применения
Исходя из этих характеристик в мировой практике есть четкое распределения климатических агрегатов на следующие виды: центробежные (радиальные) и осевые. Оба вида вентиляторов двигают воздушные массы, однако с характерной разницей направленности этого воздуха, мощности и давления.
Но этих поверхностных фактов недостаточно, чтобы понять механизм действия оборудования, поэтому необходимо выделить особенности и разницу между радиальными (центробежными) и осевыми вентиляторами.
Преимущества и недостатки подвидов
Поскольку применение радиальных вентиляторов имеет свои нюансы для каждого отдельного случая, то и рассматривать преимущества и недостатки конкретных подвидов можно лишь сквозь призму возложенных на них функций. Тут будет целесообразно воспользоваться методом экспертных оценок .
ОСОБЕННОСТИ, Метод экспертных оценок заключается в определении общих для каждого устройства критериев оценивания, в соответствии с которыми изделиям выставляются баллы от 0 до 0,999, отражающие степень их соответствия идеалу. Данные заносятся в сводную таблицу, после чего оценивающий («эксперт») присваивает коэффициент значимости каждому столбцу в соответствии со своими приоритетами и по максимальной сумме строки определяет наиболее подходящий вариант.
Таблица экспертных оценок различных подвидов радиальных вентиляторов будет иметь приблизительно следующий вид:
Конечным результатом этих действий становится насыщение мирового рынка качественной продукцией широкой номенклатуры параметров и характеристик. Сориентироваться в этом разнообразии, надеемся, помогла наша статья.Напоминаем, что значения, указанные в таблице, не актуальны до присвоения каждой колонке индивидуального коэффициента значимости и умножения на него соответствующих значений.
Расчет мощности
Для создания должной вытяжки для всякого вентилятора нужны правильные вычисления его производительности. Иначе он может не справиться с нагрузками, и коэффициент полезного действия будет низок. Мощность вытяжного механизма необходимо рассчитывать с учетом вида комнаты и объема воздушной массы, которую необходимо обновлять.
По нормативным расчетам, на кухне воздух посредством вентилирующего прибора должен обмениваться не менее 9-14 раз за час. В ванной комнате обновление воздушной массы может происходить реже, примерно 5-8 раз в течение одного часа. В то же время при пользовании душем это значение необходимо увеличивать до 17-20 раз в час.
Для туалетов обычно хватает 5-9 обновлений за вышеупомянутый промежуток времени. Чтобы правильно высчитать минимальную мощность вентилятора, нужно, прежде всего, подсчитать объем обслуживаемого помещения, а затем умножить на требуемое количество замены воздушной массы за час. Например, на кухне с объемом 30 м³ требующаяся наименьшая мощность вентилятора должна быть 30 м³ х 14 = 420 м³/час.
Большую роль для полной вытяжки играет и расположение устройства. Ведь удаляемый из комнаты воздух необходимо полностью заменить свежим. Обычно это происходит через щели в двери или специально предусмотренные для этого отверстия в стене. А когда прибор находится рядом с выходом на улицу, то он создаст обмен воздуха только вблизи и не сможет повлиять на остальную воздушную массу в комнате.
Специалисты рекомендуют располагать вентилятор наверху, чтобы всасывать теплый воздух, при этом источник для его поступления должен быть напротив прибора.
На кухне вытяжной вентилятор устанавливать желательно около плиты, поскольку это будет способствовать дополнительной вытяжке вредных запахов от приготовления пищи.
В случае, когда в комнате стоят приборы с дымоходом, то располагать вентиляторы нужно так, чтобы не происходило всасывания угарных газов из дымоходной трубы обратно в помещение. Такие требования не распространяются на котлы с распределенной тягой, в которых внутри трубы происходит обмен свежего воздуха с отработанным газом.
Классификация напольных моделей
В соответствии с принципом работы напольные вентиляторы
подразделяют на:
радиальные,
осевые,
безлопастные.
Осевые напольные вентиляторы
Среди бытовых приборов первое место по распространению
занимают именно осевые модели. Они оснащены двигателем с лопастным колесом,
которое вращается в одной плоскости.
Радиальные вентиляторы
В отличие от осевых моделей, радиальные оснащены более
сложным механизмом, в котором имеется ротор с лопатками спиральной конфигурации
(с изогнутыми лопастями). Воздух, который попадает в этот ротор, начинает
перемещаться радиально и с помощью центробежных сил выталкивается по выходному
отверстию в помещение. Данные модели создают воздушный поток, у которого уже
имеется определенный напор. Их в основном эксплуатируют в накладных и колонных
конструкциях.
Безлопастные напольные вентиляторы
Достижением современности являются безлопастные вентиляторы.
Их конструкция представляет собой рамку круглой формы, оснащенную мотором.
Принцип работы этого устройства в корне отличается от вышеописанного. У
основания устройства располагается турбина – она забирает воздух и наделяет его
ускорением. Созданный воздушный поток выходит из щелей рамки. По пути поток
воздуха захватывает также и соседние слои воздуха. В результате создается один
непрерывный поток. Благодаря тому, что прибор абсолютно лишен лопастей, он
является полностью безопасным.
Преимущества и недостатки центробежных моделей
варианты центробежной модели
Преимуществами радиальных вентиляторов являются:
Мощность. Приборы эффективно справляются с очисткой воздуха, загрязненного вредными веществами.
Продолжительное время работы. В конструкции двигателя присутствуют шариковые подшипники, благодаря которым уменьшается изнашивание агрегата при работе.
Низкий уровень шума. Шум при работе не превышает показатель в 30 дБ, что является нормой для жилых помещений.
Экономичность. Конструкция загнутых назад лопастей способствует появлению инерции. А это, в свою очередь, позволяет при эксплуатации прибора уменьшить энергопотребление.
Бесперебойность работы. Если объект нуждается в круглосуточной непрерывной подаче чистого воздуха и удалении загрязненного, то такие помещения оборудуются центробежными приборами.
Перемещение воздуха под большим давлением. Эта способность позволяет устанавливать устройства для одновременной очистки воздуха более чем в одном помещении.
Безопасность. В большинстве центробежных моделей корпус имеет пожаро- и влагозащитные свойства, что позволяет использовать устройства в помещениях различного предназначения.
Легкость в обслуживании. Конструкция имеет сменный фильтр, который при необходимости меняется своими силами.
Недостатки:
- особая форма корпуса прибора (в виде улитки). Учитывая то, что он должен встраиваться в стену, это может вызвать некоторые трудности при монтаже;
- высокая цена. Этот факт обусловлен тем, что центробежные устройства отличаются повышенной надежностью и имеют долгий срок службы.
