Виды вентиляторов: классификация, назначение и принцип их работы

Принцип работы

Рассмотрим подробно каждый вид устройства по типу их работы.

Осевой

Внешне устройство представляет собой кожух с цилиндрическим основанием, в котором размещается колесо с лопастями. На кожухе предусмотрены специальные отверстия для крепления аппарата.

Колесо с лопастями устанавливается непосредственно на ось. Поток воздуха идет параллельно оси.

На входе в механизме предусмотрен коллектор, предназначенный для улучшения аэродинамики в работе устройства. При отсутствии встречного потока потребляемая мощность данного типа механизма невелика.

Если воздушный поток присутствует, то и мощность требуется больше.

Коэффициент полезного действия осевого агрегата намного выше других типов механизмов. Напор и количество подаваемого воздуха регулируется за счет поворотных лопастей. Аксиальные приборы используют обычно для подачи больших объемов воздуха при низких сопротивлениях.

Диагональный

Воздух в таких механизмах забирается по тому же принципу, что и в осевых моделях, но выпуск уже идет в диагональном направлении. Кожух имеет коническую форму, поэтому скорость потока увеличивается при создании давления на пропеллер вентилятора.

Диагональные механизмы отличаются высокой скоростью обдува и пониженным уровнем шума (по сравнению с осевыми устройствами).

Радиальный

Центробежный агрегат состоит из рабочего колеса, находящегося в спиральном кожухе. При вращении подаваемый воздух перемещается в радиальном направлении и начинает сжиматься в области колеса.

Затем поток поступает в спиральный кожух под действием центробежной силы, после чего идет в отверстие нагрева.

Конструктивно радиальное устройство представляет собой полый цилиндр, на поверхности которого располагаются лопатки параллельно оси вращения. Между собой они скреплены специальными дисками.

Данные элементы конструкции выполнены с загнутыми концами, их количество зависит от прямого назначения агрегата. Вращение осуществляется в правую либо левую сторону.

В климатических системах применяют несколько видов вентиляторов радиального типа:

• Всасывание воздуха у которых происходит в одну или в обе стороны.
• В конструкции механизма электродвигатель находится на одном валу или присутствует клиноременная передача.
• Лопатки в приборе имеют загнутую вперед либо назад форму.

Лопатки, загнутые назад, увеличивают производительность и позволяют экономить электроэнергию.

Диаметральные

Данная категория состоит из корпуса с патрубком и диффузором, рабочее колесо снабжено загнутыми вперед лопатками. Колесо конструктивно выглядит как барабан. Принцип работы такого механизма основан на двукратном прохождении воздуха поперек рабочего колеса.

Диаметральные вентиляторы отличаются высокими аэродинамические показателями. Они способны подавать равномерный поток воздуха в ограниченном диапазоне.

Конструктивно аппарат создан таким образом, что его легко поворачивать в стороны, придавая воздушным массам нужное направление. Данный тип агрегатов используется во внутренних блоках сплит-систем, воздушных завесах и других системах кондиционирования и вентиляции.

Безлопастные

Основным элементом устройства является турбина, воздушный поток формируется за счет ее работы. Данный элемент прячется в основании корпуса. Поток воздуха перемещается через прорези в раме благодаря аэродинамическому эффекту.

Комплектация профиля рамы способствует разрежению воздуха, он дополнительно всасывается с задней стороны корпуса.

Общий объем потока увеличивается до 16 раз (по сравнению с показателями работы одной турбины). Безлопастные вентиляторы довольно шумные, зато здесь нет внешних двигающихся элементов, что делает безроторное устройство более безопасным.

Классификация систем вентиляции

Системы классифицируют по разным критериям:

• способу подачи;
• назначению;
• способу воздухообмена;
• конструктивному исполнению.

Тип вентиляции определяют на этапе проектирования строения

При этом принимают во внимание как экономическую так‚ и техническую сторону а также санитарно-гигиенические условия

Виды вентиляционной системы по способу подачи

Если базироваться на способах подачи и изъятия воздуха из помещения можно выделить 3 категории вентиляции:

• естественная;
• механическая;
• смешанная.

Выполняют проектирование вентиляции, если такое решение способно обеспечить воздухообмен‚ соответствующий установленным нормам.

Когда вентиляция естественного типа не удовлетворяет требования санитарно-гигиенических нормативов, выбирают второй вариант — механический способ активации воздушной массы.

Если возможно в добавок ко второму варианту вентиляции частично использовать первый‚ в проект закладывают смешанную вентиляцию.В жилых домах приток воздуха происходит через окна, а вытяжное оборудование располагают на кухне и в санитарной комнате

Поэтому важно наладить между помещениями хороший воздухообмен

Вентиляция смешанного типа. Применяют ее, когда естественная вентиляция не может быть единственным вариантом. Для качественного воздухообмена в помещениях с очень загрязненным воздухом устраивают механическую вентиляцию

Виды вентиляции по назначению

Исходя из назначения вентиляции‚ выделяют рабочие вентиляционные системы и аварийные. Тогда как первые должны постоянно обеспечивать комфортные условия‚ вторые вступают в работу только при отключении первых и наступлении чрезвычайной ситуации, когда нарушены стандартные условия жизнедеятельности.

Это внезапные сбои, когда  происходит загрязнение воздуха ядовитыми испарениями‚ газами‚ взрывоопасными‚ токсическими веществами.

Виды систем вентиляции для всех типов помещений почти одинаковы. Изучив все их виды и взвесив все достоинства и недостатки‚ можно выбрать оптимальный вариант для конкретного здания

Аварийная вентиляция не рассчитана на подачу свежего воздуха. Она только обеспечивает газоотвод и не допускает, чтобы воздушная масса с опасными веществами‚ распространилась по всему помещению.

Вентиляционные системы по способу воздухообмена

По этому критерию выделяют системы вентиляции общеобменные и местные. Первая должна обеспечивать весь объем помещения достаточным воздухообменом с поддержанием всех необходимых параметров воздуха. Дополнительно она должна удалять избыток влаги‚ тепла‚ загрязнений. Воздухообмен может осуществляться как по канальной, так и бесканальной системе.

Общеобменная приточная вентиляция снижает уровень концентрации вредных веществ, оставшихся после работы местной и общеобменной вытяжной системы вентиляции

Предназначение местной вентиляции — снабжение чистым воздухом конкретных мест и удаление загрязненного с тех точек, где он образуется. Как правило, ее устраивают в больших помещениях с ограниченным числом работающих. Воздухообмен происходит только на рабочих местах.

Разделение систем по конструктивному исполнению

Исходя из этого признака вентиляционные системы делят на канальные и бесканальные. Системы канального типа состоят из разветвленной трассы‚ состоящей из воздуховодов по которым транспортируется воздух. Установка такой системы целесообразна в больших по объему помещениях.

Когда каналы отсутствуют‚ систему называют бесканальной. Примером такой системы служит обыкновенный вентилятор. Существует 2 вида бесканальных систем — потолочные и прокладываемые под полом. Бесканальные системы более просты в исполнении и потребляют меньше энергии.

Естественная вентиляция

Перемещение воздуха в системах естественной вентиляции происходит:

• вследствие разности температур наружного (атмосферного) воздуха и воздуха в помещении, т.н. «аэрации»;
• вследствие разности давлений «воздушного столба» между нижним
  уровнем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем — вытяжным
  устройством (дефлектором), установленным на кровле;
• в результате воздействия так называемого ветрового давления.

Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если
концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30 %
предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрацию не применяют, если по
условиям технологии производства требуется предварительная обработка
приточного воздуха или если приток наружного воздуха вызывает
образование тумана или конденсата.

В помещениях с большими избытками тепла воздух всегда теплее
наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет
из него менее плотный теплый воздух.

При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция
воздуха, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает
вентилятор.

В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха
создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный
перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его
выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 м. При этом
рекомендуемая длина горизонтальных участков воздуховодов не должна быть
более 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах — не превышать 1 м/с.

Воздействие ветрового давления выражается в том, что на наветренных
(обращенных к ветру) сторонах здания образуется повышенное, а на
подветренных сторонах, а иногда и на кровле, — пониженное давление
(разрежение).

Если в ограждениях здания имеются проемы, то с наветренной стороны
атмосферный воздух поступает в помещение, а с заветренной — выходит из
него, причем скорость движения воздуха в проемах зависит от скорости
ветра, обдувающего здание, а также, соответственно, от величин
возникающих при этом разностей давлений.

Системы естественной вентиляции относительно просты и не требуют
сложного дорогостоящего оборудования и расхода электрической энергии.
Однако зависимость эффективности этих систем от переменных факторов
(температуры воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое
располагаемое давление не позволяют решать с их помощью все сложные и
многообразные задачи в области вентиляции.

Преимущества и недостатки

Осевые вентиляторы могут похвастаться широким списком достоинств, благодаря которым они и стали такими популярными среди покупателей. Однако без недостатков они тоже не обходятся, как и любая другая техника. Рассмотрим плюсы.

• Осевые вентиляторы практически не издают шума при прогоне воздуха. Благодаря этому они чаще остальных устанавливаются в квартирах или офисах.
• Простота. Устройства, как бытовые, так и промышленные, легко используются. Даже если речь идет об автоматических моделях, которые требуют предварительной настройки и программирования. Этот процесс не вызовет у вас сложностей.

• Доступность – модели данного вида отличаются вполне вменяемой стоимостью. Вы всегда сможете выбрать подходящий вентилятор исходя из своих финансовых возможностей и предпочтений.
• Надежность – благодаря простоте конструкции осевые вентиляторы ломаются очень редко.
• Простой ремонт – по той же причине, в случае поломки их легко отремонтировать своими руками. При этом новые запчасти стоят недорого.

• Наличие корпуса, который защищает окружение от вращающихся лопастей. Практически все вентиляторы оснащены защитными решетками. Некоторые модели имеют специальные панели, с помощью которых вентилятор можно закрепить в оконных проемах или в вентиляции.
• Независимо от расположения вентиляции коэффициент его полезного действия не изменится.

Недостатков у этой разновидности гораздо меньше. Во-первых, это необходимость ухода и обслуживания. Загрязнение может повлиять на работу вентилятора. Поэтому его нужно периодически избавлять от пыли. Некоторые модели оснащены защитными жалюзи, которые защищают механизм от проникновения пыли.

Во-вторых, многие считают недостатком невозможность обеспечить помещение средним или высоким давлением воздуха.

Виды вентиляторов: классификация, назначение и принцип их работы

Вентилятор – основа любой вентиляционной системы искусственного типа. Прибор широко используется в быту и незаменим во многих сферах жизнедеятельности человека. Планируя покупку вентиляционного оборудования, необходимо разобраться в специфике его устройства и действия.

В представленной к ознакомлению статье подробно описаны виды вентиляторов, их конструктивные особенности, принципы работы и назначение каждого агрегата. Мы расскажем вам о приоритетных направлениях выбора подходящей модели. У нас вы узнаете, как подбирают устройство в зависимости от условий эксплуатации.

Составляющие вентиляции

Как уже отмечалось, любая вентиляция, осуществляющая поступление в комнату свежего воздушного потока, делится на разновидности зависимо от таких характеристик:

• по назначению;
• места обслуживания;
• способу движения потока воздуха;
• конструктивным особенностям.

Независимо от типа используемой системы почти все они используют стандартный набор компонентов:

• вентиляторы и вентиляционные установки и агрегаты – устройства, которые обеспечивают движение воздуха в любом направлении;
• тепловые завесы используются с целью предотвращения прохождения воздушной смеси в определенную зону или смены его направления;
• поглотители шума – для тихого функционирования техники;
• фильтры и нагреватели воздушного потока – приспособления, предназначенные для очистки и необходимой обработки воздуха;
• воздуховоды, по которым движутся потоки воздуха;
• регулирующие и запорные устройства, что служат для обеспечения контроля работы всей системы;
• распределители воздушного потока, управляющие его передвижением.

Таким образом, существует немало типов систем очистки воздуха, благодаря чему можно обеспечить качественную вентиляцию для любого случая и типа помещения.

Общая классификация систем вентиляции

Типы системы вентиляции можно классифицировать по 4 признакам:

• В зависимости от способа циркуляции воздуха;
• В зависимости от ее назначения;
• В зависимости от конструкционного строения;
• В зависимости от ее рабочей зоны;

Каждый из них имеет преимущества и недостатки.

Виды вентиляции по способу формирования потоков воздуха

Естественная вентиляция — обновление воздуха в помещении происходит благодаря наличию естественной тяги, наличие которой определяется одним из двух факторов:

• Температурной разницей внутри помещения и за его пределами;
• Разницей давления в помещении и вытяжке.

Влияют на наличие тяги и различные атмосферные явления, к примеру, наличие ветра. Такая вентиляция достаточно проста в комплектации, потребляет небольшой количество электроэнергии и проста в использовании.

Система вентилирования, функционирующая за счет механической работы своих комплектующих способна охватить гораздо большие помещения, однако она является более затратной в плане потребления электроэнергии из-за своей автономности.

Классификация вентиляции по назначению

В зависимости от своего назначения вентиляционную систему разделяют на:

• Приточную – работает, осуществляя приток свежего воздуха;
• Вытяжную – работает на отток воздуха, который уже отработан.

На практике обе эти системы используют совместно.

Кроме данной классификации, выделяют также:

• Местную вентиляцию – обеспечивающую циркуляцию воздуха на определенном участке;
• Общеобменную вентиляцию – для циркуляции воздуха в больших помещениях.

Типы вентиляционных систем по области эксплуатации

Местная вентиляционная система классифицируется на приточную и вытяжную. Во время ее функционирования происходит подача воздуха на определенный участок и очищается лишь место, где накапливается углекислый газ – потолок помещения. В качестве примера местной приточной вентиляции можно привести воздушную завесу, которую часто применяют в общественных помещениях.

Местная вентиляционная система – оптимальный вариант для проведения очистки воздуха в местах, где наблюдается повышенное скопление загрязнений. Она дает возможность избежать их распространения по всем помещениям и значительно снижает нагрузку на систему вентиляции здания в целом.

Какой лучше выбрать

• Для кабинета или маленькой комнаты подойдет вариант настольного вентилятора, его удобно размещать в различных частях пространства, на шкафу, на столе на полках. Выбирайте модель с вращающимся корпусом, чтобы была возможность обдува большего пространства.
• Хотите ощутить себя на море, почувствовать прохладу южного ветра, выбирайте модель, оснащенную режимом имитации бриза.
• Если необходимо, чтобы вентилятор работал ночью и не мешал спать, выбирайте агрегат с ночным режимом, который функционирует бесшумно и эффективно.
• Для удобства и комфортного управления вентиляционным устройством приобретайте модели, в комплектации которых есть пульт и таймер.
• Для больших помещений рекомендуется приобретать вентиляторы больших габаритов с возможностью поворачивать корпус.
• Колонные модели не имеют лопастей, они считаются наиболее безопасным по сравнению с другими видами.

Помимо всех стандартных видов существуют стационарные вентиляционные системы, которые не хуже справляются со своими обязанностями, делают воздух чище.

Вентиляционные системы и системы кондиционирования устанавливают в любых помещениях, требующих постоянного обновления воздуха.

По возникновению давления

Как уже было отмечено, такая классификация подразумевает наличие двух разновидностей: естественной и механической. Ознакомимся с их особенностями.

Вентиляция естественного типа

Действие естественной вентиляции

Движение воздушных потоков в случае применения подобного вида системы осуществляется:

• по причине разного уровня температур воздушной среды внутри и снаружи помещения;
• как результат разного давления воздуха на нижнем и верхнем уровне;
• вследствие воздействия давления потоков ветра.

Аэрация зачастую используется в производственных цехах, где происходят значительные выделения тепла, а концентрация пыли и прочих загрязнений не превышает 30% нормального значения. Ее использование не даст никакого результата в тех случаях, когда по условиям поток наружного воздуха является причиной образования конденсата или тумана, а также если необходима предварительно обрабатывать приточную воздушную смесь.

Системы с естественным типом, где движение воздушных потоков осуществляется в результате разного давления воздушного столба, подразумевают, что перепад высоты между местом выброса воздуха и точкой его забора составлял хотя бы 3 метра. Вместе с этим рекомендуется, чтобы воздуховоды, расположенные горизонтально, не превышали 3 метров в длину, скорость движения потока в них – не более 1 метра за секунду.

При воздействии ветрового давления воздушная смесь движется в результате того, что с обращенной к ветру стороне помещения образовывается повышенное, а с противоположной стороны или на крыше – пониженное давление. Если при этом в стенах здания имеют проемы, то с первой стороны воздушный поток будет поступать в помещение, а с другой – выходить из него. При этом скорость движения потока будет зависеть от величины разностей давления.

Вентиляция с механическим побуждением

Такие типы систем подразумевают наличие специального оборудования – вентиляторов, нагревателей, двигателей, что позволяет перемещать воздушные потоки на большие расстояния. При этом требуются затраты электрической энергии, хотя и ее функциональность не зависит от окружающей среды и ее условий.

Использование таких систем позволяет обеспечить дополнительную обработку воздуха – его нагревание, очистку, увлажнение и тому подобное.

Канальная и бесканальная система вентиляции

Следующая характеристика, по которой классифицируют вентиляционные системы – это способ конструкции. Они могут быть канальные и бесканальные.

Канальная система состоит из множества воздуховодов, основная задача которых – транспортировать воздух. Важным плюсом таких систем являются их компактные размеры и возможность скрытой установки. Канальная вентиляция позволяет использовать оборудование без выделения отдельного пространства. Она может быть расположена в нишах, шахтах, под подвесным потолком. Основана такая система на базе оборудования с прямоугольным или круглым сечением. Наибольшей популярностью в наши дни пользуются установки с прямоугольным сечением.

Кондиционер с функцией климат-контроля как часть общей вентиляционной системы жилища

Бесканальная система не имеет воздуховодов. Она основывается на применении вентиляторов, установленных, например, в проеме стены. Воздушные массы при такой системе движутся через зазоры, щели, форточки и таким образом поддерживается созданный микроклимат.

Конструкция систем вентиляции бывает еще наборной или моноблочной. Наборная система предусматривает индивидуальный подбор компонентов, из которых она состоит. Ими являются вентиляционный фильтр, глушитель, устройство автоматики, различные типы вентиляторов. Ее плюсом всегда будет то, что она способна вентилировать любое помещение. Это может быть и маленький офис, и просторный зал ресторана. Чаще всего такая установка размещается в отдельной вентиляционной камере.

Схема размещения вентиляционных каналов внутри помещений

Если же проектируется моноблочная система, то ее необходимым условием будет компактность. Это связано с тем, что разместить ее нужно в пределах одного изолированного корпуса. Моноблочная система имеет уже законченный вариант и смонтирована единым целым.

Естественная вентиляция помещений

Движение воздушных масс при естественной вентиляции происходит природным путем без дополнительного побуждения за счет:

• температурного перепада внутри и снаружи здания;
• разности давления между помещением и вытяжкой‚ размещенной на кровле постройки;
• под воздействием ветра.

Это самая простая система. Здесь не нужна установка сложного дорогостоящего оборудования‚ потребляющего много электроэнергии. Такую систему нельзя назвать надежной из-за того что эффективность ее зависит от неуправляемых человеком факторов.

Система может быть организованной и неорганизованной. Регулируемая или организованная система функционирует благодаря аэрации или присутствию дефлекторов. Аэрация — это общеобменный процесс, во время которого воздух поступает и уходит через открытые форточки‚ фонари‚ фрамуги.

Инфильтрация или нерегулируемая вентиляция естественная вентиляция — это попадание в помещение воздуха через неплотности в конструкциях.

Несмотря на развитие технологий, естественную вентиляцию применяют и в современных сооружениях из-за простоты и отсутствия затрат на эксплуатацию. Кроме ее зависимости от окружающих условий нельзя игнорировать и то, что существует вероятность возникновения явления‚ для обозначения которого используют термин «опрокидывание тяги». Это очень точное определение — воздушная масса вдруг меняет направление и начинает движение назад

В промышленности аэрацию применяют при наличии процессов, где по технологии работа сопровождается выделением тепла в большом количестве. Ее применение допустимо при условии, что в приточном воздухе содержится менее 30% вредных выбросов от допустимой концентрации непосредственно в зоне их образования.

Нельзя применять аэрацию, если‚ поступающий в помещение воздух требует предварительной обработки или же в результате притока воздуха снаружи может появиться конденсат или туман. Путем аэрации происходит многократный воздухообмен при мизерных расходах энергии. Это и является основным ее достоинством.

Принцип работы вентиляционной системы с естественным движением воздушных потоков основан на разнице в их температуре и давлении:

В отдельных случаях на устья вытяжных каналов монтируют дефлекторы — специальные насадки. Функционируют они за счет использования энергии ветра. Дефлекторы хорошо справляются с задачей по удалению грязных и чрезмерно нагретых воздушных масс из небольших по объему помещений. Применяют их и для местной вытяжки.

Нормальную работу вентиляции, приводимой в действие разностью давления‚ обеспечивает минимальный перепад между точкой забора и выходом вытяжки в 3 м.

Для эффективного функционирования вентиляции специалисты рекомендуют при прокладке воздуховодов не делать горизонтальные участки длиннее 3 м. Воздух в них должен перемещаться со скоростью не больше 1 м/с

4 типа вентиляторов

По типу конструкции вентиляторы можно условно разделить на 4 группы.

1. Осевые вентиляторы, называемые еще аксиальными. Лопатки этих вентиляторов перемещают воздух вдоль оси своего вращения. Это – самые распространенные вентиляторы. Именно они используются в качестве кулеров в компьютерной технике, в вентиляторах бытового назначения. Коэффициент полезного действия осевого вентилятора наиболее высок за счет малых потерь, возникающих от трения воздуха о лопасти, и низкого сопротивления самого вентилятора движущемуся воздуху.

Осевой вентилятор

2. Центробежные вентиляторы (радиальные), у которых направление воздуха на входе располагается параллельно оси вращения. Затем поток меняет направление и расходится от оси вращения в радиальном направлении. Воздух перемещается вентилятором при помощи лопаток спиральной формы внутри кожуха, внешне похожего на улитку. Достоинством таких вентиляторов является то, что они могут выдерживать перегрузки по расходу воздуха. Поэтому они нашли свое применение в промышленных системах.

Центробежный вентилятор

3. Диагональные вентиляторы являются симбиозом двух первых типов вентиляторов. Воздух на входе движется так же, как и у осевого вентилятора, а на выходе он отклоняется на 45 градусов, что придает ему дополнительное ускорение по принципу, используемому в центробежных вентиляторах.

Диагональный вентилятор

4. Безлопастные вентиляторы работают по технологии «воздушного множителя». Воздушный поток в них воздается турбиной, расположенной в основании вентилятора. Этот поток подается в рамку через узкие щели, вовлекает в движение окружающий воздух. В итоге поток воздуха на выходе вентилятора усиливается в 10-15 раз.

Безлопастный вентилятор

К достоинствам безлопастных вентиляторов можно отнести высокую производительность и отсутствие вращающихся деталей. Недостаток их – очень высокая цена, превышающая в несколько раз цену обычного, лопастного вентилятора такого же назначения. Еще один их недостаток – высокий уровень шума.

Все вентиляторы, кроме того, различаются размерами и производительностью. В зависимости от конструктивных особенностей и назначения они могут быть настольными, потолочными. Существуют канальные вентиляторы, устанавливающиеся непосредственно в вентиляционном канале; крышные вентиляторы, вытягивающие воздух из помещения через отверстие в крыше. Есть и многозональные вентиляторы, корпус которых позволяет всасывать воздух одновременно по нескольким воздуховодам.

Как вам статья?