Призначення та влаштування вентиляційної установки

Вентилятори - це пристрої, призначені для транспортування повітря, газу або інших аеросумішей по повітропроводах або без них, що створюють при цьому надлишковий тиск різної величини.

За способом створення надлишкового тиску і проходженню повітря вентилятори поділяються на три основні типи. У безканальних системах вентиляції найбільшого поширення набули осьові вентилятори, у канальних - відцентрові вентилятори (радіальні), а у теплових завісах, фанкойлах, внутрішніх блоках кондиціонерів найчастіше застосовуються діаметральні вентилятори (діагональні).

Діаметральні вентилятори, або як ще їх називають, діагональні вентилятори, мають робоче колесо барабанного типу і несиметричний коліноподібний корпус. Діагональні вентилятори мають конструкцію з несиметричним розташуванням робочого колеса, що забезпечує утворення потоку повітря в бік меншого перерізу. Діаметральні вентилятори з широкими колесами можуть приєднуватися безпосередньо до повітропроводів, які мають січення у формі витягнутого прямокутника і можуть створювати значні тиски навіть при невисоких окружних швидкостях робочих коліс, однак мають низький ККД.

Осьові вентилятори переміщують повітряний потік вздовж осі робочого колеса, що приводиться в рух електродвигуном. За призначенням осьові вентилятори можна поділити на побутові та промислові вентилятори. Через низький тиск, що створюють осьові вентилятори (до 50 Па) застосовуються вони в основному в безканальних системах вентиляції або в системах з невеликою протяжністю повітроводів (до 5м), наприклад, санвузлах, ванних, душових приміщеннях, офісах, на мийках, складах і т.п.

Відцентрові вентилятори (радіальні) мають таку конструкцію, при якій переміщення повітря відбувається за рахунок відцентрових сил, що виникають при обертанні робочого колеса. Перетворення кінетичної енергії повітря в потенційну, тобто, підвищення тиску повітря при зменшенні швидкості забезпечується частиною корпусу, що розширюється - дифузором.

Робочі колеса відцентрових, як, втім, і осьових і діагональних вентиляторів з'єднуються з двигуном або безпосередньо (жорстке з'єднання, еластична муфта) або через передачу (ремінна, механічно регульована).

Радіальні вентилятори складаються з двох основних частин - спірального корпуса (так званої " улітки") і робочого колеса з лопатками, які можуть бути загнутими вперед або назад по ходу обертання колеса.

За способом забору повітря відцентрові вентилятори бувають одностороннього та двостороннього всмоктування, за напрямком обертання колеса - правого і лівого обертання, за створюваною різницею повних тисків: низького тиску (до 100 Па); середнього тиску (до 300 Па) та високого тиску (до 1500 Па); за призначенням - відцентрові вентилятори загального призначення і спеціальні радіальні вентилятори. Відцентрові вентилятори загального призначення служать для переміщення повітря або інших неагресивних газових сумішей з вмістом пилу або інших твердих часток не більше 100 мг/м 3 та температурою не більше 80оС. Виготовляються вони з вуглицевої сталі. За розміром робочого колеса вентиляторам присвоюється номер: від 2, 5 до 20.

Спеціальні радіальні вентилятори бувають: пилові вентилятори - для переміщення пилогазоповітряних сумішей; для роботи в агресивних середовищах, - вентилятори з корозійно-стійкої сталі; іскро- і вибухозахищені вентилятори - з алюмінію або різнорідних металів; дуттєві вентилятори; шахтні вентилятори; димососи, що працюють до двох і більше годин при температурах переміщуваного середовища 400оС.

Основні характеристики вентиляторів це:

-об'ємна витрата повітря;

-тиск;

-коефіцієнт корисної діі (ККД) вентилятора;

-частота обертання;

-рівень звукового тиску.

Відцентрові вентилятори із загнутими вперед лопатками мають високі значення подачі і тиску повітря, зі збільшенням подачі збільшується і тиск, але низький ККД, можливий перегрів двигуна і високий рівень шуму. Відцентрові вентилятори із загнутими назад лопатками мають високий ККД, низький рівень шуму, зі збільшенням подачі потужність не змінюється, але зменшується тиск. Відцентрові вентилятори з лопатками, що радіально закінчуються також мають високий ККД і низький шум, зі збільшенням подачі тиск не змінюється, але зростає споживана потужність і шум.

Перераховані вище характеристики вентиляторів представляються графічно, у вигляді індивідульної характеристики вентилятора, найчастіше у вигляді залежності його продуктивності від тиску на виході і частоти обертання робочого колеса.

Слід відзначити, що зараз у більшості виробників вентиляційного обладнання в асортименті досить широко представлені канальні відцентрові вентилятори для каналів круглого перерізу (діаметром від 100 до 400мм) і повітропроводів прямокутного перерізу (від 300х150 до 1000х500мм). Це розширило сферу їх застосування від побутових до більших промислових вентиляційних систем.

Вимоги до електроприводу вентилятора:

Для привода вентилятора використовують асинхронні короткозамкнуті двигуни напругою 380 В при потужності до 200 кВт, асинхронні з фазним ротором — потужністю до 350 кВт. При більшій потужності — переважно синхронні двигуни напругою 6 кВ, використовуючи їх одночасно для компенсації реактивної потужності підприємства. При наявності труднощів прямого пуску синхронного двигуна від мережі (прямий пуск рекомендують при потужності на один полюс 250–300 кВт) використовують в якості розгінного асинхронний двигун з фазним ротором меншої потужності ніж синхронний. Приймаючи до уваги, що при пуску вентилятора розганяють значні махові маси, щоб виключити вплив на роботу інших споживачів шахти доцільно забезпечити плавний пуск при струмі (1, 5 … 2) Iн; тому при необхідній потужності вентиляторної установки 2000 кВт і більше рекомендують приймати асинхронний двигун з фазним ротором, що дає можливість також, при необхідності, регулювання роботи вентилятора.

За режимом роботи вентилятори відносяться до приладів с тривалим режимом роботи з постійним навантаженням. Вони характеризуються невеликим пусковим моментом, який складає до 25% номінального. Більшість вентиляторних установок не потребують регулювання швидкості, тому для приводів вентиляторів використовують трьохфазні двигуни з фазним ротором. При потужності більше 100 кВт, використовують синхронні двигуни.

Іноді, якщо необхідно регулювання швидкості для зміни їх продуктивності, використовуються асинхронні двигуни з фазним ротором або асинхронні двигуни з коротко замкнутим ротором і дроселями в колі обмотки статора. Також, для зміни швидкості, використовують муфти ковзання, які встановлюють між двигунами і вентиляторами.

Для забезпечення номінальної потужності вентилятора, двигун має бути вибраний потрібної потужності.