Типы вентиляторов для систем охлаждения и вентиляции

История вентиляции

Основная статья: Вентиляция

Отдельные приёмы организованной вентиляции закрытых помещений применялись ещё в древности. Вентиляция помещений до начала XIX века сводилась, как правило, к естественному проветриванию. Теорию естественного движения воздуха в каналах и трубах создал М. В. Ломоносов. В 1795 году В. X. Фрибе впервые изложил основные положения, определяющие интенсивность воздухообмена в отапливаемом помещении сквозь неплотности наружных ограждений, дверные проёмы и окна, положив этим начало учению о нейтральной зоне.

В начале XIX века получает развитие вентиляция с тепловым побуждением приточного и удаляемого из помещения воздуха. Отечественные учёные отмечали несовершенство такого рода побуждения и связанные с ним большие расходы теплоты. Академик Э. X. Ленд указывал, что полная вентиляция может быть достигнута только механическим способом.

С появлением центробежных вентиляторов технология вентиляции помещений быстро совершенствуется. Первый успешно работавший центробежный вентилятор был предложен в 1832 году А. А. Саблуковым. В 1835 году этот вентилятор был применён для проветривания Чагирского рудника на Алтае. Саблуков предложил его и для вентиляции помещений, трюмов кораблей, для ускорения сушки, испарения и так далее. Широкое распространение вентиляции с механическим побуждением движения воздуха началось с конца XIX века.

Конструкционные особенности

Вытяжка улитка – это радиальный вентилятор, встроенный в корпус особой формы, напоминающий панцирь улитки. Воздух в него направляется под действием центробежной силы.

Центробежный вентилятор состоит из следующих частей:

• Корпус спиральной формы.
• Всасывающий патрубок круглой формы, размер диаметра совпадает с размером рабочего колеса.
• Вытяжной канал, оканчивающийся выходным патрубком.
• Выходной патрубок прямоугольной формы, располагается зевом вверх.
• Рабочее колесо с лопастями.
• Электромотор.

Центр корпуса занимает крыльчатка вентилятора. Ее лопасти отличаются от привычно больших, начинающихся от оси вращения. В радиальном вентиляторе лопасти рабочего колеса прямоугольные, прямые или выгнутые определенным образом, располагаются по ободу круга вращения.

Форма лопастей вытяжки улитка в зависимости от назначения:

• прямые – для удаления летучих взвесей (пыли, мелкой стружки);
• с загибом лопасти назад – для увеличения скорости вращения колеса при пониженном шумообразовании;
• с загибом лопасти вперед — для повышения давления и КПД двигателя.

Особенности конструкции радиального вентилятора заключаются в разном способе передачи крутящего момента от двигателя к рабочему колесу:

• Рабочее колесо «посажено» непосредственно на вал двигателя. Такая конструкция отличается простотой и доступностью. Однако в случае поломки вентилятора требуется полный разбор его для ремонтных работ.
• Крутящий момент передается посредством ремня. Распространенный вид взаимодействия двигателя с вращающимися частями механизма, который открывает много возможностей для манипуляции с размерами шкивов и скоростями. Ременная передача делает устройство более громоздким и дорогим.
• Рабочее колесо соединяется с моторным валом через муфту. Такая посадка снимает нагрузку с подшипников двигателя, не увеличивая сложность и металлоемкость конструкции. Этот тип вытяжки улитка можно считать лучшим по ремонтопригодности и цене.

Скорость работы вытяжки типа улитка регулируется не только мощностью мотора, но и количеством лопастей на рабочем колесе. Корпус вентилятора изготавливают из стали, сплавов или алюминия. Для защиты от коррозии стальные детали красят или покрывают специальной защитой.

Как сделать своими руками

Одна из особенностей таких улиток – различный ценовой диапазон. Минимальная цена вытяжки улитки будет составлять около 3 тысяч, но такие приборы, как правило, не сильно мощные и весьма ограничены в размерах. Средняя цена качественного агрегата будет превышать 20 тысяч рублей.

Поэтому для бытовых нужд целесообразнее изготовить самодельную улитку для вытяжки. Стандартная конструкция такого корпуса будет состоять из двух частей: в одной зоне разместится двигатель, в другой – продувные лопасти .

Корпус для улитки можно приобрести в строительных магазинах. Если вы собрались изготавливать его собственноручно – заранее приобретите мотор и прочие детали, так как размеры придется подгонять. Корпус лучше изготовить из металлов (например, алюминия и стали). Пластик будет менее стойким к механическим повреждениям, а дерево быстро загорится в случае неисправностей.

Вентилятор в такой системе будет работать на большой скорости. Поэтому неправильное конструирование вытяжки может иметь плохие последствия. Проверьте качество и надежность не только самой основы и крепительных механизмов, но и двигателя, рабочего колеса и вентилятора.

Размеры вентилятора подбираются с учетом площади и степени загрязненности помещения. Промышленные образцы имеют большие размеры.

Важно! При монтаже двигателя внутрь короба такой вытяжки проследите, чтобы конструкция включала охлаждающие отверстия. Высокая температурная нагрузка на систему может привести к взрыву

Особое внимание уделите выбору внутренних материалов. На работу вентилятора могут повлиять не только температуры, но и мощность потоков воздуха, количество мусора и пыли

При всасывании воздуха с крупными примесями могут повредиться лопасти вращательного колеса. А для того, чтобы тщательно очистить воздух, агрегат должен работать на большой скорости и под высоким давлением – это создает дополнительную нагрузку на всю внутреннюю конструкцию. Поэтому лучше выбирать детали из прочных материалов, например, стали или алюминия .

• правильно выбирайте размер и мощность двигателя : учитывайте предельную нагрузку на конструкцию, а также необходимую скорость работы вытяжки;
• монтируя такую систему вертикально, тщательно проверьте надежность крепления вентилятора и колеса : при стремительных потоках воздуха они могут соскочить или изменить свое месторасположение;
• материалы, соседствующие с такой вытяжкой, должны быть огнеупорными , как и все детали, используемые при ее сборке;
• соблюдайте пропорции между отдельными зонами вытяжки : в стандартных моделях, предлагаемых в магазинах, учтено оптимальное соотношение длины и ширины конструкции;
• если вы не уверены в том, что собранная вытяжка безопасна – обратитесь к специалистам, которые проверят ее исправность .

Обратите внимание, что вытяжки-улитки редко используются в жилых комнатах. Во-первых, они занимают много места, а во-вторых, в помещениях наподобие кухни потоки загрязненного воздуха могут иметь разную направленность, поэтому лучше всего монтировать такую вытяжку в вентиляционной шахте, где концентрируется весь воздух, поступающий из квартиры

Важную роль в жилых комнатах будет играть и дизайн таких конструкций, а он не отличается разнообразием и не всегда гармонирует с интерьером.

Совет: при размещении такой вытяжки в открытых условиях (на улице) убедитесь, что погодные условия не повлияют на ее функциональность.

Вентиляционные вытяжки-улитки можно использовать не только для очистки воздуха . В бытовых условиях они отлично справятся с отоплением помещения, а также повлияют на влажность в комнате .

Стоимость оборудования, предназначенного для бытовых и промышленных нужд, будет существенно отличаться, но, в любом случае, такие агрегаты имеют достаточную мощность для полноценной работы.

Пример конструирования вытяжки-улитки смотрите в прикрепленном видео.

Популярные модели

Выбор наиболее подходящего осевого вентилятора – дело непростое. Необходимо учитывать размеры, объем перегоняемого воздуха, безопасность, надежность, цену и множество другие факторов. К тому же на полках бытовой техники сегодня имеется множество моделей от разных производителей. Чтобы облегчить муки выбора, представляем вам список осевых вентиляторов, которые жители России избрали лучшими в 2018 году.

Polaris PUF 12

Его главными преимуществами, по отзывам покупателей, являются компактность и низкая цена. Данная модель является переносным USB-вентилятором, который может подключаться к компьютеру, ноутбуку или энергохранилищу «Power Bank». Это делает вентилятор незаменимым в жарком офисе или в дороге. Он потребляет минимум энергии и предназначен для обдува одной персоны. Металлические лопасти закрыты защитной решеткой.

Midea MVFD 1501

Небольшой настольный вентилятор по доступной цене. Предназначен для охлаждения одного человека и техники вроде компьютера. Имеет две скорости вращения. Также же вы можете отрегулировать наклон вентилятора, чтобы поток воздуха был направлен в определенную точку.

Scarlett SC-SF 111RC04

Представитель напольного типа вентиляторов. Среди своих собратьев выделяется вполне приемлемой стоимостью. Способен обеспечить холодным воздухом одну комнату. По словам владельцев, отлично заменяет собой дорогостоящий кондиционер. Модель имеет четыре скорости. Управляется как вручную, так и при помощи специального пульта управления.

Ryobi ONE+ R18F-0

Современный переносной вентилятор с интересным дизайнерским внешним видом. Может быть установлен в нескольких положениях – на столе, на полу или подвешен. Оснащен аккумулятором, так что некоторое время способен работать без подключения к сети. Модель имеет два режима. Экономичный – низкое потребление энергии и малая скорость вращения. Максимальный – высокая скорость при больших энергозатратах. Также к плюсам можно отнести низкий уровень шума. Однако цена его уже не столь доступна, как в предыдущих случаях.

Tefal VF6555F0

Осевой вентилятор с инновационным дизайном. Внешне он слабо напоминает традиционные вентиляторы. Устройство отличается так называемым «колонным исполнением». Среди преимуществ можно выделить три режима работы, защиту от детей, функцию вращения для равномерного обдува. Настройка осуществляется при помощи цифрового дисплея или дистанционного пульта.

Осевые

Осевые (другое название – аксиальные) модели получили массовое распространение благодаря простой и надёжной конструкции:

• основной элемент – это цилиндрический корпус/кожух, в котором предусмотрены специальные монтажные отверстия для крепления вентилятора;
• колесо с лопастями – лопасти жёстко закреплены, подбор расстояния и угла поворота лопастей позволяет регулировать напор и скорость воздушного потока;
• привод – электродвигатель встроен внутрь самого прибора, обеспечивает вращение колеса с лопастями;
• коллекторы, обтекатели и диффузоры – улучшают аэродинамические характеристики модели и ее производительность, снижают гидравлические потери.

Принцип действия осевого вентилятора – лопасти за счёт вращения захватывают воздух и перемещают его сквозь устройство. Воздушный поток движется вдоль оси вращения колеса с лопастями, а в радиальном направлении (т. е. от центра к краям корпуса) практически нет движения.

Преимущества:

• компактные размеры, поэтому они не требуют много места для установки;
• высокий КПД, при невысоком энергопотреблении можно получить плотный воздушный поток;
• невысокая цена;
• низкий уровень шума;
• простота эксплуатации, обслуживания и ремонта.

Осевой вентилятор может использоваться и в реверсивном направлении, но тогда его эффективность работы снижается на 40–50%. Есть один недостаток – осевой тип техники не может создать очень мощный поток воздуха, который необходим на промышленных объектах. Поэтому наибольшее распространение они получили в быту и системах домашней вентиляции, например, в качестве вытяжной на кухне или ванной комнате.

Виды радиальных вентиляторов

В целом все виды вентиляторов можно разделить в зависимости от:

1. направления движения воздуха — бывают вытяжные (односторонние) и двустороннего всасывания;
2. показателя воздушного давления;
3. направления вращения (бывают правосторонние и левосторонние).

вентиляторы рассчитаны на то, чтобы вытягивать воздух из помещения. Прибор активно выводит загрязненный и отработанный воздух.

Вентиляторы низкого давления (до 1 кПа) используются для работы с невзрывоопасными газами и воздушными потоками умеренной запыленности при температуре до +80 °C.

Чаще всего они применяются на промышленных предприятиях, но возможно и использование в обычных жилых домах.

Преимущества:

• надежность, прочность и безопасность;
• простота монтажа;
• способность выдерживать большие нагрузки;
• хорошее соотношение цены и качества;
• большая функциональность;
• длительный срок эксплуатации.

Приборы среднего давления (1 кПа-3 кПа) используются для работы с умеренными объемами воздуха при высоком сопротивлении. Они подходят для систем вентиляции разных типов помещений.

Обычный вентилятор работает в температурных условиях до +80 °C, а термостойкий может выдержать до +200 °C

Важно, чтобы воздух в помещении не был сильно загрязнен

Концентрация примесей не должна превышать 100 мг/м3. Также нельзя допускать попадания в прибор взрывоопасных примесей и волокнистых и липких частиц.

Преимущества:

• широкая сфера применения;
• сбалансированность конструкции;
• безопасность и надежность;
• качественные технические характеристики.

Приборы высокого давления (3 кПа-12 кПа) используются также при температуре не выше +80 °C и с малозагрязненным воздухом. Устанавливают их в системах вентиляции и кондиционирования воздуха технических помещений.

Преимущества:

• бесперебойность работы;
• прочность и надежность;
• простота конструкции.

Кроме этого, бывают радиальные вентиляторы с дополнительными функциями:

• канальные;
• пылевые;
• взрывозащищенные.

Канальное устройство используют в вентиляционных системах, предназначенных для разных типов помещений.

Прибор имеет одно рабочее колесо и оборудован широким входным каналом. Устройство имеет прямоточную конструкцию и комплектуется двигателями, рассчитанными на однофазную (220 В) и на трехфазную (380 В) систему  электроснабжения, в зависимости от мощности прибора. Канальный радиальный вентилятор может иметь встроенную шумо- и теплоизоляционную систему.

Пылевые центробежные вентиляторы отличаются износостойкостью и хорошо подходят для вентиляции крупных промышленных помещений.

Благодаря особым техническим характеристикам прибор можно использовать для вывода из помещений воздуха, содержащего абразивные частицы.

Вытяжные вентиляторы, вне зависимости от направления вращения, используются для отведения воздушных масс, в которых могут содержаться примеси в виде металлической пыли, древесных опилок и других подобных мелких частиц.

Использовать прибор рекомендуется на сварочных и деревообрабатывающих производствах.

Взрывозащищенные приборы часто использую на промышленных предприятиях и на опасных объектах.

Устройства устанавливаются в зданиях и помещениях, в которых могут образовываться и накапливаться газы, способные к возгоранию или взрыву, в количестве, превышающем норму.

Таким образом, предназначение их заключается в выводе воздуха и газов различной горючести, что возможно благодаря высокому рабочему давлению и особенностям конструкции.

Приборы изготавливают из материалов, которые не нагреваются до опасных температур и не способствуют появлению искр. Часто для изготовления деталей используются алюминиевые сплавы.