Как выбрать центробежный вентилятор

Центробежные вентиляторы

В устройствах этого типа происходит всасывание воздуха по оси рабочего колеса и выброс его под действием центробежных сил, развиваемых в зоне его лопастей, в радиальном направлении. Использование центробежных сил позволят использовать такие устройства в случаях, когда требуется высокое давление.

Характеристики радиальных вентиляторов в значительной мере зависят от конструкции рабочего колеса и формы лопастей (лопаток).

По этому признаку крыльчатки радиальных вентиляторов разделяют на устройства с лопатками:

• загнутыми назад;
• прямыми, в том числе, отклоненными;
• загнутыми вперед.

Большой выбор вентиляторов доступен в интернет-магазине: https://shnek.ru/shop/426-tsentrobezhnyie-ventilyatoryi, а специалисты помогут подобрать нужную модель.

Центробежные вентиляторы (они же радиальные) имеют такую конструкцию, при которой перемещение воздуха происходит за счет центробежных сил, возникающих вследствие вращения рабочего колеса. За счет расширяющейся части корпуса (диффузора) при уменьшении скорости движения воздуха происходит повышение давление воздушного потока, иными словами, — преобразование его кинетической энергии в потенциальную. Рабочие колеса центробежных, как, впрочем, и осевых и диагональных вентиляторов соединяются с двигателем или непосредственно (жесткое соединение, эластическая муфта) или через передачу (механически регулируемая, ременная).

Радиальные вентиляторы состоят из двух основных частей — спирального корпуса (так называемой «улитки») и рабочего колеса с лопатками, которые могут быть загнуты вперед или назад по ходу вращения колеса. По способу забора воздуха центробежные вентиляторы бывают одностороннего и двухстороннего всасывания, по направлению вращения колеса — правого и левого вращения, по разности создаваемых ими давлений: низкого давления (до 200 Па); среднего давления (до 500 Па); высокого давления (до 1500 Па); по назначению — центробежные вентиляторы общего назначения и специальные радиальные вентиляторы. Вентиляторы общего назначения служат для перемещения воздуха или других неагрессивных газовых смесей с содержанием пыли или других твердых частиц не более 100 мг/м3 и температурой не более 80оС. Изготавливаются они из углеродистой стали. По размеру рабочего колеса вентилятору присваивается номер: от 2,5 до 20.Специальные радиальные (центробежные) вентиляторы бывают: пылевые вентиляторы — для перемещения пылегазовоздушных смесей; для эксплуатации в агрессивных средах, — вентиляторы из коррозионно-стойкой стали; искро- и взрывозащищенные вентиляторы — из алюминия или разнородных металлов; дутьевые вентиляторы; шахтные вентиляторы; дымососы, работающие до двух и более часов при температурах перемещаемой среды 400оС.

Основными характеристиками вентиляторов есть: -объемный расход воздуха; -давление; -коэффициент полезного действия вентилятора; -частота вращения; -уровень звукового давления.

Центробежные вентиляторы с загнутыми вперед лопатками имеют высокое давления воздуха и значение его подачи, с увеличением подачи растет и давление, но низкий КПД, возможен перегрев двигателя и высокий уровень шума. Центробежные вентиляторы с загнутыми назад лопатками обладают небольшим уровнем шума, хорошим КПДс увеличением подачи мощность у них не меняется, но уменьшается давление. Центробежные вентиляторы с радиально заканчивающимися лопатками также имеют высокий КПД и низкий шумс увеличением подачи давление не меняется, но растет потребляемая мощность и шум.

Перечисленные выше характеристики вентиляторов представляются графически, в виде индивидульной характеристики вентилятора, чаще всего в виде зависимости его производительности от давления на выходе и частоты вращения рабочего колеса.

Следует отметить, что сейчас у большинства производителей вентоборудования в ассортименте очень широко представлены канальные центробежные вентиляторы для каналов круглого сечения (диаметром от 100 до 400мм) и воздуховодов прямоугольного сечения (от 300х150 до 1000х500мм). Это расширило область их применения от бытовых до промышленных вентиляционных систем.

Самодельная улитка

Прежде чем приступить к созданию самодельной системы, народные умельцы рекомендуют определиться с функциональным назначением будущего устройства. Центробежный вентилятор, то бишь зонт из простых подручных материалов подойдет для частичной очистки помещений или сложного оборудования.

В тех случаях, когда вентилятор улитка своими руками предназначается для котлов – корпус устройства обязательно выполнятся из жароустойчивых стальных листов. Центробежный вентилятор, сделанный в домашних условиях, комплектуется из старых частей пылесоса или очистительной системы жилого дома. Такие вентиляторы, как улитка или зонт, прослужат в небольших мастерских на славу, а вот для масштабных предприятий пользы из таких устройств окажется мало.

Весь процесс создания и последующее подключение вентилятора занимает не больше двух дней, с учетом быстрой и качественной работы на всех этапах. Для начала рассчитайте все параметры будущего устройства, включая внешний короб и изоляцию. Не лишним будет рассмотреть вариант дополнительных прокладок, уменьшающий вибрационный эффект от работы устройства «улитка».

Самодельный вентилятор «Улитка» делается из подручных средств

Дальше центробежный вентилятор собирается из подручных материалов или частей старого устройства. Для таких целей подойдут металлические листы или пластик. Монтаж силового агрегата требует особого внимания, поэтому на этом этапе время уделяется выбору вала или привода. Установленный кулер обеспечит своевременное охлаждение агрегата, продлевая жизнь всему устройству.

В ваших силах с помощью простой схемы сделать, а затем подключить самодельное устройство так называемый зонт, дополнить его и укомплектовать всеми необходимыми элементами для работы в заданном помещении. Главное, это соблюдать все нормы пожарной безопасности и эксплуатировать улитку по назначению.

https://youtube.com/watch?v=HxXsOBi-K80

Особенности

Прежде чем собрать своими руками высокоэффективный вентилятор улитка, вам следует узнать про особенности данного устройства и его конструкцию.

Чтобы осуществлять принудительное движение воздуха, иногда можно обойтись крыльчаткой и силовой установкой, которая будет вращать рабочий элемент; Если пространство ограничено, но вытяжной агрегат крайне необходим, на помощь приходит специализированное оборудование; Улитка представляет собой корпус, выполненный в виде спирали; Задача корпуса — выполнять задачи воздушного канала; Сделанные своими руками улитки достаточно популярны, но когда нет времени на сборку или отсутствуют соответствующие навыки, объективно лучшим решением станет покупка готового оборудования; Чтобы образовать воздушный поток, внутри конструкции вентилятора располагается радиальный компонент — колесо; Этот радиальный элемент оборудования соединяется с силовой установкой; Лопатки на рабочем колесе загнуты, что позволяет при их движении создавать разряженную область; Входной патрубок конструкции служит для поступления воздуха или другой среды; За счет движения по спиральному корпусу скорость воздуха на выходе через выходное отверстие заметно возрастает; Вентиляторы улитки бывают термостойкими, коррозийностойкими и общего назначения; Движение лопастей вентилятора улитки зависит от конструкции оборудования

Особое внимание следует уделять расположению выходного патрубка. Если он находится слева, тогда ротор должен совершать свои вращения по часовой стрелке, или наоборот; При выборе или сборке своими руками улитки, нужно учесть, сколько используется лопастей и каковы показатели их кривизны.

Создаваемые потоки воздуха

Фото промышленного вентилятора улитка

Планируя собрать своими руками самодельный агрегат или купить готовый вытяжной аппарат типа улитка, вам обязательно следует принять во внимание характеристики создаваемых воздушных потоков. А именно вас должна интересовать величина потока, от которой во многом зависит область применения улитки

1. Низкое давление. Воздушные потоки низкого давления широко применяются при оснащении производственных цехов и компоновке бытовых приборов. Здесь не допускается превышение температуры воздуха более 80 градусов Цельсия. Также улитки низкого давления не приспособлены к работе в условиях агрессивной среды.
2. Среднее давление. Вентиляторы-улитки среднего давления чаще всего встречаются при компоновке вытяжной системы, применяемой для перевозки, удаления материалов мелкой фракции. Ярким примером можно назвать зерно и удаление опилок.
3. Высокое давление. Вытяжки улитки высокого давления образуют потоки воздуха, которые поступают к зонам сгорания различного вида топлива. Котельное оборудование, работающее на разных видах топлива, оснащается именно улитками высокого давления.

Улитка, или центробежный вентилятор, требует наличия надежного основания. Корпус должен быть качественно зафиксирован, чтобы не создавать вибрации. Промышленные агрегаты отличаются повышенной вибрацией. Если не предотвратить это явление, постепенно устройство выйдет из строя.

https://www.youtube.com/embed/f72QIcsOTdE https://www.youtube.com/embed/_Lr6H0qcuEc https://www.youtube.com/embed/dg0eFbUY0uo https://www.youtube.com/embed/eVrQEZYUqYA

Ограничения в эксплуатации

Несмотря на прочность и надежность промышленных «улиток», существуют некоторые ограничения по их использованию. Итак, центробежные вентиляторы, в быту называющиеся «улитками», не рекомендуется устанавливать если:

• В воздухе имеются взвеси липкой консистенции более 10 мг/куб.м.
• В помещении находятся частички взрывоопасных веществ.
• Температура в помещении выходит за рамки диапазона от -40 до +45°С.

Более того, рационально использовать вентиляцию «улитку» в больших помещениях, в быту такие приборы лучше ставить в шахтах вентиляции, куда поступает весь отработанных воздух из дома.

Пример подбора вентилятора

ТРЕБУЕТСЯ ПОДОБРАТЬ вентилятор на следующие параметры воздушной сети: ДАНО:

• производительность Q = 8280 м3/час
• полное давление Pv =130 Па
• температура перемещаемого воздуха t = 20 о С
• плотность перемещаемого воздуха ρ = 1,2 кг/м

РЕШЕНИЕ:

1. По сводным графикам аэродинамических характеристик для заданных величин производительности и полного давления выбираем оптимальный размер вентилятора и синхронную частоту вращения из удовлетворяющих условиям подбора вариантов. Таковым оказывается вентилятор FTDA-050, оснащённый электродвигателем с синхронной частотой вращения n0 = 1450 об/мин при частоте питающей сети 50 Гц.
2. На графике индивидуальных характеристик вентилятора FTDA-050 с частотой вращения рабочего колеса n0 = 1450 об/мин (рабочее колесо с четырьмя лопатками, например) отмечаем рабочую точку вентилятора, которая лежит на пересечении координат Q0 = 8280 м3/час и Pv0 = 130 Па. Определяем угол установки лопаток рабочего колеса. Он равен 250. Проведя интерполяцию, получаем значение потребляемой мощности N0 = 0,46 кВт. По разделу «Комплектация электродвигателями» настоящего Руководства определяется возможность комплектации данного вентилятора электродвигателем мощностью N = 0,55 кВт и частотой вращения n = 1500 об/мин. Для установки по разделу «Справочные данные» выбирается электродвигатель АИС 80А4 мощностью N = 0,55 кВт и фактической частотой вращения n = 1360 об/мин.
3. Фактические аэродинамические параметры вентилятора и потребляемая мощность, уточнённые по формулам (1, 2 и 3), будут следующими: Q = 8280 • (1360/1450) = 7766 м3/час; 32 P =130•(1360/1450) =114,4Па; v N = 0,46 • (1360/1450 )3 = 0,38 кВт.
4. Поскольку фактическая частота вращения электродвигателя значительно отличается от частоты вращения рабочего колеса вентилятора, для которого построены графики, необходимо пересчитать характеристики вентилятора с требуемых значений на те, которые нужно откладывать на графике. Используя формулы (1 и 2) и преобразуя выражения относительно величин с индексом «0», получаем: Q0 = 8280 • (1450/1360) = 8828 м3/час; Pv0 = 130 • (1450/1360 )2 = 148 Па. Находим и отмечаем на том же графике условную рабочую точку. Определяем угол установки лопаток: 280. Потребляемая мощность по графику: N0 = 0,55 кВт. Фактическую потребляемую мощность находим по формуле (3): N = 0,55 • (1360/1450 )3 = 0,45 кВт.
5. Обозначение подобранного вентилятора: FTDA-050-4-28 с электродвигателем АИС 80А4 мощностью N = 0,55 кВт и частотой вращения n = 1360 об/мин.
6. По рисунку и таблице определяем габаритные и присоединительные размеры вентилятора.

Рабочие колеса с загнутыми назад лопастями

Для такой крыльчатки (B на рисунке) характерна значительная зависимость производительности от давления. Соответственно, радиальные вентиляторы такого типа оказываются эффективны при работе на восходящей (левой) ветви характеристики. При их использовании в таком режиме достигается уровень эффективности до 80%. При этом геометрия лопаток позволяет добиться низкого уровня рабочего шума.

Основной недостаток таких устройств – налипание находящихся в воздухе частиц на поверхности лопастей. Поэтому такие вентиляторы не рекомендуется применять для загрязненных сред.

Рабочие колеса с прямыми лопатками

В таких крыльчатках (форма R на рисунке) устранена опасность загрязнения поверхности содержащимися в воздухе примесями. Такие устройства демонстрируют эффективность до 55% . При использовании прямых отклоненных назад лопастей характеристики приближаются к показателям устройств с загнутыми назад лопатками (достигается эффективность до 70%).

Крыльчатки с загнутыми вперед лопастями

Для вентиляторов, использующих такую конструкцию (F на рисунке) влияние изменения давления на воздушный поток незначительно.

В отличие от крыльчаток с загнутыми назад лопастями наибольшая эффективность таких рабочих колес достигается при работе на правой (нисходящей) ветви характеристики, при этом ее уровень составляет до 60%. Соответственно, при прочих равных, вентилятор с крыльчаткой типа F выигрывает у устройств, снабженных крыльчаткой, по размерам рабочего колеса и общим габаритным показателям.

Некоторые особенности

Хотелось бы обратить внимание, что принцип действия центробежного вентилятора построен таким образом, что он качает постоянный объем воздуха, а не массу, что позволяет фиксировать скорость расхода воздуха. Кроме того, такие модели намного экономичней, чем осевые аналоги, а конструкцию при этом имеют проще. Схема элементов центробежного вентилятора: 1 – ступица, 2 – основной диск, 3 – рабочие лопатки, 4 – передний диск, 5 – лопастная решетка, 6 – корпус, 7 – шкив, 8 – подшипники, 9 – станина, 10, 11 – фланцы

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

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

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

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

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

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.

Конструкция и принцип действия радиального вентилятора

Устройство центробежного вентилятора определяет принцип его действия. Прибор имеет несложную конструкцию:

• корпус в виде спирали с двумя отверстиями — впускным и выпускным;
• колесо с лопастями;
• электрический двигатель;
• станина с подшипниками и валом.

Лопастное колесо состоит из ступицы и из двух дисков. Количество лопастей радиального вентилятора и их конструкционные особенности могут разниться в зависимости от вида и назначения прибора.

Загнутые назад лопатки позволяют вентилятору легко достигнуть 80% эффективности и при этом производят мало шума. Происходит это благодаря маленькой разнице в давлении. Так достигается большой КПД устройства.

К недостаткам можно отнести то, что объем обрабатываемого воздуха напрямую зависит от давления. Также не рекомендуется использовать прибор с такими лопатками для очистки воздуха с различными примесями.

Отклоненные назад прямые лопатки будут работать и в таких условиях, при этом эффективность немного снижается – до 70%.

Загнутые вперед лопатки сильно закручивают поток на выходе, из-за чего КПД устройства ниже, а эффективность – около 60%. Однако такой прибор имеет меньшие габариты и вес, поэтому во многих случаях его использование предпочтительнее.

Принцип работы радиального центробежного вентилятора очень прост. Работающий двигатель заставляет лопасти вращаться, и они засасывают воздух через входное отверстие.

Центробежная сила двигает воздушный поток по спиральному кожуху, после чего он направляется в воздуховод и выводится через выпускное отверстие.

Дополнительные работы при установке радиального вентилятора

Радиальный вентилятор маленького типа не нуждается в тяжелой технике и может быть установлен своими руками.

В подавляющем большинстве случаев установка вентилятора радиального типа выполняется с его подключением к воздуховодам и вентиляционным каналам. В процессе проведения таких мероприятий нужно выполнять следующие правила:

1. Если к заборному отверстию не подключен воздуховод, то его (отверстие) нужно закрыть защитной решеткой.
2. Между воздуховодом и выходным отверстием обязательно устанавливается антивибрационная гибкая вставка.
3. В процессе подключения первый участок воздуховода по возможности должен оставаться прямым на протяжении примерно 150 см. Благодаря этому будет обеспечиваться стабилизация потока воздуха.
4. Не рекомендуется использовать виброизолятор в случае монтажа высокооборотистого радиального вентилятора. Пружинные виброизоляторы довольно плохо гасят высокую частоту вибрации.

Важно знать и о том, как правильно подключить электродвигатель радиального вентилятора. Корпус электродвигателей в обязательном порядке заземляется

Данное правило не распространяется на модели вентиляторов с корпусом из пластика.

Особенно внимательным нужно быть при первом включении агрегата. Нужно перекрыть воздушный канал и в дальнейшем плавно его открыть. Так вы предотвратите перегрев двигателя аппарата.

Подбор вентилятора: самая простая методика

При подборе вентилятора нужно:

1. Определить объем вентилируемого помещения

2. Определить кратность воздухообмена.

Кратность воздухообмена определяется СНИП. Ниже приводим таблицу кратности воздухообмена (нажмите справа красный переключатель чтобы таблицу развернуть на экран)

Таблица кратности воздухообмена для помещений

Тип помещения	Кратность воздухообмена
Больничные палаты	4-6
Ванные и душевые	3-8
Вестибюли и лестничные площадки	3-5
Гаражи	6-8
Гаражи, мастерские	6-8
Домашние кухни	10-15
Домашние туалеты	3-10
Жилые помещения	3-6
Кафетерии	10-12
Кладовые	3-6
Комнаты переговоров	4-8
Конференц-залы	8-12
Красильные цехи	25-40
Кухни предприятий общепита	15-20
Магазины	8-10
Металлобр-е цеха	20-40
Общественные туалеты	10-15
Оранжереи	25-50
Офисы	6-8
Парикмахерские	10-15
Пекарни	20-30
Подвальные помещения	8-12
Подсобные помещения	15-20
Прачечные	10-15
Раздевалки с душами	15-20
Рестораны и бары	6-10
Спальни	2-4
Спортивные залы	6-8
Чердаки	3-10
Школьные классы	2-3

3. Объем помещения умножить на кратность и получить расчетную производительность вентилятора.

4. По производительности подобрать модель вентилятора. Если вентилятор выбрасывает воздух через стенку прямо на улицу, или короткий воздуховод (единицы метров) –наиболее вероятно, что подойдет или осевой вентилятор или вентилятор низкого давления (ВЦ 4-75). Если есть длинный воздуховод (десятки метров) — может надо будет использовать вентилятор среднего давление (ВЦ 14-46), или даже высокого давления. А это уже к проектировщикам или же самому определить экспериментально на свой страх и риск.

5. Если воздух из помещения вентилятор вытягивает – то надо решить, каким путем воздух будет в это помещение поступать? Надо продумать и обеспечить приток воздуха в том же объеме, что и отток (приток будет либо через щели в стенах, окнах и дверях либо на приток поставить такой же вентилятор)