Вентиляція

Під вентиляцією прийнято розуміти повітрообмін в приміщенні, коли відпрацьоване повітря видаляється і замінюється свіжим. Розрізняють такі типи вентиляції - природну і з механічним спонуканням, припливну і витяжну, канальну і безканальної, місцеву та загальнообмінну.

Вентиляція необхідна з метою створення сприятливих умов для здоров'я і самопочуття людини, збереження устаткування і будівельних конструкцій будівлі, зберігання матеріалів, продуктів, книг і т. д.

Одним з найбільш ефективних систем повітрообміну є вентиляція з механічним спонуканням. Ключовими елементами в організації такого повітрообміну є вентилятори. На сьогоднішній день вони широко використовуються для повітрообміну на промислових підприємствах, для вентиляції квартир, торговельних центрів, басейнів та ін.

Типи і види

У вентиляційних системах вентилятори призначені для транспортування повітря від джерела забору до приміщення. Це пристрої для переміщення газів із ступенем стиснення не більше 1,5 (тобто різниця тисків на вході і виході має бути не більше 15 кПа). У разі, якщо подача повітря відбувається за допомогою повітропровіда, то вони повинні бути обрані таким чином, щоб потік повітря, що подається зміг подолати опір вентиляційної мережі, яке створюється за рахунок вигинів і поворотів повітроводів, наявністю решіток, фільтрів і т.д. Опір мережі викликає перепад тиску, і величина цього перепаду є визначальним фактором при виборі даного пристрою.

Осьові вентилятори

Вони прості по конструкції, технологічні і дешеві при виготовленні, що в значній мірі обумовлює їх широке застосування. Конструкція передбачає рух входить і виходить повітряного потоку уздовж осі двигуна.

Перший у світі осьовий вентилятор був змонтований і успішно використовувався в Англії в 1734 році. До цих пір вони застосовуються в різних сферах діяльності. Крім вирішення питань вентиляції приміщень, вони знаходять широке застосування в вентиляції квартир, в охолодженні електроніки, в припливних установках, використовуються в турбовентиляторних авіаційних двигунах, монтуються в аеродинамічні труби і т.д.

Найбільш вираженим прикладом осьового є пропелерний. Він має низьку ефективність, яку можна підвищити, вбудовуючи його в циліндричний корпус (у цьому випадку показник ефективності пропелерного типу зростає до 75%). Якщо відразу за лопатевим колесом закріпити напрямні лопаті, то його ефективність збільшиться ще на 10%.

Проходження повітряного потоку через осьовий вентилятор.

Радіальні вентилятори

Вперше був запущений в 1835 р. і використовувався для провітрювання алтайського рудника. Конструкція і продуктивність спочатку припускали його використання в промислових цілях. В першу чергу зумовлено це тим, що вони здатні створювати досить високе загальний тиск за рахунок форми робочого колеса і лопаток.

Всмоктуване через забірний отвір повітря під дією обертання ротора, за рахунок спеціальної форми лопаток також набуває обертальний рух і за допомогою відцентрової сили викидається під прямим кутом до забірному отвору.

Проходження повітряного потоку через радіальний вентилятор із заломленими вперед лопатками.

Лопатки можуть мати різну форму і розташування щодо осі ротора. У першому випадку лопатки загнуті назад (ілюстрація B). Продуктивність в значній мірі залежить від тиску повітря. Вони не рекомендуються для роботи з забрудненим повітрям. При збереженні низького рівня шумових характеристик їх ефективність досягає 80%.

Радіальні вентилятори з лопатками загнутими назад найбільш ефективні у вузькому спектрі, що знаходиться в лівій частині кривої графіка ефективності. А з прямими лопатками, відхиленими назад, вельми ефективні для роботи з забрудненим повітрям. Тут можна домогтися ефективності до 70%.

Прямі радіальні лопатки (ілюстрація R) запобігають налипання забруднюючих речовин на лопатеве колесо. Такий тип лопаток дозволяє досягти ефективності до 55%.У разі, якщо лопатки загнуті вперед (ілюстрація F), зміна тиску робить незначний вплив на обсяг повітря. А з загнутої вперед крильчаткою мають менші габарити, ніж попередні і мають оптимальні показники в правій частині графіка ефективності, і відповідає приблизно 60%. На сьогоднішній день даний тип обладнання знаходить широке застосування у виробничих цілях.

Діагональні вентилятори

Є синтезом радіальних і осьових. Повітря, проходячи крізь нього, рухається в осьовому напрямку, а потім в лопатевому колесі відхиляється на 45 градусів. Радіальна крильчатка за рахунок відцентрової сили, що діє в радіальному напрямку, збільшує статичний тиск. Досягається ефективність - до 80%.

Проходження повітряного потоку через діагональний вентилятор.

Діаметральні (тангенціальні) вентилятори

Як правило, мають форму довгастого циліндра і ротор у вигляді «білячої клітки» - порожній у центрі і лопатки вздовж периферії. Замість стінок вони мають загнуті вперед лопаті. Забір повітря відбувається з фронтальної частини. Повітря захоплюється обертовими лопатками, а потім завдяки дифузору набуває прискорення в потрібному напрямку.

Вони виробляють рівномірний повітряний потік уздовж всієї ширини ротора та мають найбільш низькі шумові характеристики. Незважаючи на невеликий діаметр робочого колеса, діаметральний тип здатний подавати значні об'єми повітря. Створюване ними тиск порівняно низьке, і тангенціальні вентилятори, в основному, застосовуються в системах, де напір повітря не важливий - повітряні завіси, кондиціонери, фанкойли та ін. Рівень їх ефективності може досягати 65%.

Проходження повітряного потоку через діаметральний вентилятор.

Іншi види вентиляторів

В залежності від конструктивного виконання і призначення вентилятори можуть бути підлогового, настільного, настінного, стельового або канального виконання, а також дахові.

Так найбільш простим прикладом вентиляції квартир є застосування настільного або підлогового типу.Вони, як правило, не мають напрямного корпусу і служать тільки для перемішування повітряних мас в приміщенні.

Трохи більше ефективна вентиляція квартир, коли вентилятори встановлюються у віконні прорізи, кватирки або спеціальні отвори в стіні. При цьому, вони працюють на видалення повітря з приміщення, а надходження свіжого повітря відбувається за рахунок природної інфільтрації - припливу повітря через нещільності в елементах будови.

У разі якщо повітря тільки видаляється з приміщення, а заміна його новим відбувається природним шляхом, вентиляція називається витяжною. В іншому випадку, коли повітря за допомогою вентиляційної системи примусово подається в приміщення, вентиляція називається припливною.

Як правило, припливна установка для подачі свіжого повітря використовує систему повітропроводів. Припливна установка дозволяє виробляти забір свіжого повітря, його попередню обробку (фільтрацію, підігрів або охолодження, зволоження або осушення) та транспортування в приміщення. Найбільш проста по конструкції припливна установка складається з корпусу, вентилятора, фільтра і тена (електричного нагрівача).Вентиляція квартир найбільш ефективна і оптимальна, коли обсяги видаляється і припливного повітря збалансовані. Тобто, одночасно з однаковою продуктивністю працюють і припливна установка, і витяжна вентиляція. Такі системи називають припливно-витяжними.

По виконанню вентилятори поділяються на багатозональні, канальні та дахові.

Відмінною рисою багатозональних є корпус, що дозволяє підключити одночасно декілька повітроводів. Багатозональний вид незамінний на об'єктах, де витяжку повітря (або навпаки його підведення) необхідно робити з декількох приміщень відразу. Їх застосування дозволяє оптимізувати мережі повітроводів і скоротити витрати на експлуатацію всієї вентиляційної мережі в цілому.

Канальні вентилятори - найбільш поширений вид устаткування для монтажу у вентиляційні канали круглого і прямокутного перетинів. Вони можуть бути як осьового, так і радіального типу. Маючи невеликі габарити, вони можуть монтуватися безпосередньо в перетині повітроводів.

Дахові, за визначенням, призначені для установки на дахах будівель. У зв'язку з більш жорсткими умовами експлуатації (атмосферні опади і постійні вітрові навантаження) їх корпус виготовляється на посиленою рамі з антикорозійних матеріалів - оцинкована або гальванізована сталь, захисні епоксидні покриття і т.д. Вони можуть використовуватися як для вирішення питань загальної вентиляції, так і для місцевої, до яких відноситься вентиляція і витяжка камінів, печей, газових котлів і тому подібного обладнання.

Кожен тип вентилятора, залежно від висунутих до нього вимог і умов експлуатації, може мати додаткові конструктивні особливості - протипожежне виконання, підвищену стійкість до вібрацій, знижені шумові характеристики, для димовидалення, виготовлятися з матеріалів підходящих для агресивних або запилених середовищ і т. д.