Вентиляторы приточные крышные

Вентиляторы приточные крышные: конструкция, типы, расчет и монтаж

Крышный приточный вентилятор (КПВ) – это агрегат, предназначенный для забора наружного воздуха, его обработки (нагрева, фильтрации) и подачи непосредственно в вентиляционную систему здания через кровельное покрытие. Установка на крыше позволяет экономить полезную площадь внутри объекта, минимизировать длину воздуховодов и снизить уровень шума в помещениях. Основная сфера применения – промышленные, складские, торговые, сельскохозяйственные и административные здания с разветвленной системой вентиляции или кондиционирования.

Конструктивные особенности и основные компоненты

Современный крышный вентилятор представляет собой комплексное устройство, собранное в едином корпусе, устойчивом к атмосферным воздействиям. Конструкция включает следующие ключевые элементы:

• Корпус (шасси): Изготавливается из оцинкованной стали с порошковым покрытием или из нержавеющей стали (для агрессивных сред). Имеет высокую герметичность и теплоизоляцию для предотвращения образования конденсата и теплопотерь.
• Вентиляторное колесо (рабочее колесо): Тип колеса определяет аэродинамические характеристики агрегата. В КПВ применяются радиальные (центробежные) колеса с лопатками, загнутыми вперед или назад, и реже – осевые колеса для больших расходов при малых давлениях.
• Электродвигатель: Устанавливается на амортизаторах внутри корпуса, вне воздушного потока (сухого исполнения) или непосредственно в потоке (для компактных моделей). Класс защиты – не ниже IP54, часто IP55/56. Возможна комплектация одно- или трехфазными двигателями.
• Привод: Передача вращения от двигателя к колесу осуществляется через прямой привод (соосная установка) или ременную передачу. Прямой привод надежнее и требует меньше обслуживания, ременный позволяет гибко регулировать производительность изменением шкивов.
• Основание (юбка, столик): Герметичный узел для крепления агрегата к кровле. Обычно изготавливается из оцинкованной стали и комплектуется уплотнительными прокладками для гидроизоляции.
• Автоматика и опции: Стандартная комплектация может включать каплеотбойник, наружную решетку, обратный клапан. В качестве опций предлагаются: встроенный электрический или водяной калорифер, фильтрующие секции, частотный преобразователь для плавного регулирования, система автоматического управления с датчиками.

Классификация и типы крышных приточных вентиляторов

Классификация осуществляется по нескольким ключевым параметрам.

1. По типу вентилятора внутри установки:

• Радиальные (центробежные): Создают давление за счет центробежной силы. Характеризуются средним и высоким полным давлением (до 1000-1500 Па и более), что позволяет подавать воздух в разветвленные сети воздуховодов. КПД выше, чем у осевых. Широко распространены в системах приточной вентиляции.
• Осевые: Перемещают воздух вдоль оси вращения колеса. Обеспечивают большие объемы воздуха при низком давлении (обычно до 150-250 Па). Имеют более простую конструкцию, но меньший КПД и высокий уровень шума. Применяются для подачи воздуха в бесканальные системы или в системы с минимальным аэродинамическим сопротивлением.
• Диагональные/Диаметральные: Комбинированный тип, менее распространен в крышном исполнении.

2. По функциональному оснащению:

• Без дополнительной обработки воздуха: Просто вентилятор в корпусе.
• С калорифером (нагревателем): Для подогрева приточного воздуха в холодный период. Бывают электрические (ТЭНы) и водяные (теплообменник из медных труб с алюминиевым оребрением, подключенный к системе ЦО или котлу).
• С фильтрующей секцией: Для очистки наружного воздуха от пыли, насекомых. Устанавливаются фильтры класса G3-G4 (грубая очистка).
• Моноблочные приточные установки: Многосекционные агрегаты, включающие последовательно фильтр, калорифер, вентилятор, систему автоматики. Фактически представляют собой компактную центральную кондиционерную установку в крышном исполнении.

Ключевые технические характеристики и подбор

Подбор КПВ осуществляется на основе аэродинамического и теплового расчета системы вентиляции. Основные параметры:

• Производительность (расход воздуха, L): Измеряется в м³/ч. Определяется исходя из санитарных норм, кратности воздухообмена или технологических требований.
• Полное давление (P): Измеряется в Па (Паскалях). Сумма статического и динамического давления, которое должен создать вентилятор для преодоления сопротивления сети (воздуховодов, фильтра, калорифера, решеток, обратных клапанов).
• Температура транспортируемой среды (t): Для стандартных моделей диапазон обычно от -30°C до +40°C. Для работы при более низких температурах требуется исполнение с низкотемпературным пакетом (специальные подшипники, морозостойкие уплотнения, усиленная изоляция).
• Уровень звуковой мощности (Lw): Измеряется в дБ(А). Указывается для входа и выхода вентилятора. Критичный параметр для объектов в жилой застройке.
• Мощность электродвигателя (N): Зависит от производительности, давления и КПД вентилятора. Измеряется в кВт.
• Тепловая мощность калорифера (Q): Рассчитывается исходя из требуемой температуры приточного воздуха, минимальной температуры наружного воздуха и расхода. Для водяных нагревателей также важен параметр расхода теплоносителя и его температуры.

Подбор осуществляется по аэродинамическим характеристикам (графикам), предоставляемым производителем. Рабочая точка (пересечение параметров L и P) должна находиться в зоне максимального КПД вентилятора (обычно в средней трети характеристики).

Пример таблицы сравнительных характеристик радиальных и осевых КПВ

Параметр	Радиальный КПВ	Осевой КПВ
Диапазон производительности	Широкий, от 1000 до 50000+ м³/ч	Очень широкий, от 1000 до 150000+ м³/ч
Создаваемое полное давление	Среднее и высокое (300-1500 Па)	Низкое и среднее (до 250-400 Па)
КПД	Высокий (до 0.7-0.85)	Средний (0.5-0.7)
Уровень шума	Ниже при равной производительности	Выше, особенно на высоких давлениях
Габариты и масса	Больше при равной производительности	Меньше, компактнее
Стоимость	Выше	Ниже
Типичное применение	Системы с разветвленной сетью воздуховодов, необходимостью подогрева воздуха.	Прямая подача/вытяжка из помещения, вытяжка дыма, системы с минимальным сопротивлением.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж крышных вентиляторов требует тщательной подготовки и соблюдения нормативов (СНиП, СП).

• Подготовка основания: Устанавливается на проходной элемент (стакан), жестко закрепленный на несущих конструкциях кровли (прогонах, фермах). Запрещена установка на сэндвич-панели или обрешетку без усиления.
• Герметизация Место примыкания юбки вентилятора к кровельному покрытию должно быть герметизировано с использованием кровельных уплотнительных лент, мастик или специализированных фартуков. Качество гидроизоляции – ключевой фактор долговечности.
• Виброизоляция: Для снижения передачи вибрации на строительные конструкции обязательна установка виброизоляторов (виброопор, пружинных демпферов) между основанием вентилятора и проходным элементом.
• Подключение воздуховодов: Соединение с внутренней сетью осуществляется через гибкую вставку для виброразвязки. Сечение и конфигурация подводящего воздуховода должны минимизировать дополнительные аэродинамические потери.
• Электроподключение и автоматика: Выполняется кабелем, стойким к УФ-излучению и перепадам температур. Обязательно устройство заземления. Шкаф управления, как правило, монтируется внутри здания.
• Обслуживание: Включает регулярную проверку и очистку фильтров (если есть), смазку подшипников (для ременного привода), проверку натяжения ремней, очистку лопаток рабочего колеса от загрязнений, проверку целостности теплообменника калорифера.

Нормативные требования и безопасность

При проектировании и монтаже необходимо руководствоваться сводами правил: СП 60.13330.2020 (Отопление, вентиляция и кондиционирование), СП 73.13330.2016 (Внутренние санитарно-технические системы), требованиями ПУЭ (для электрооборудования). Особое внимание уделяется:

• Защите от шума: Уровень шума на территории жилой застройки и в помещениях не должен превышать значений, установленных СанПиН.
• Защите от обледенения: При работе в зимний период необходимо предусмотреть обогрев или конструктивные решения, предотвращающие попадание снега в приемное отверстие и образование наледи на решетке и лопатках.
• Сейсмостойкости: Для сейсмических районов применяются специальные крепления.
• Пожарной безопасности: При установке на пожароопасных объектах используются вентиляторы во взрывозащищенном исполнении (Ex). Обратные клапаны должны иметь соответствующую огнестойкость.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем крышный приточный вентилятор принципиально отличается от вытяжного?

Конструктивно агрегаты могут быть очень похожи. Ключевое отличие – функциональное назначение и, как следствие, оснащение. Приточный вентилятор всегда комплектуется каплеотбойником для защиты от осадков, а часто – калорифером и фильтром. Вытяжной вентилятор предназначен для удаления воздуха и, как правило, не имеет средств для обработки воздуха. В одном корпусе могут быть совмещены обе функции (приточно-вытяжные установки с рекуперацией).

Как правильно рассчитать необходимую тепловую мощность калорифера в КПВ?

Мощность калорифера (Q, кВт) рассчитывается по формуле: Q = L ρ c

• (tвн – tнар) / 3600, где L – расход воздуха (м³/ч), ρ – плотность воздуха (~1.2 кг/м³), c – удельная теплоемкость воздуха (1.005 кДж/(кг·°C)), tвн – требуемая температура воздуха после нагревателя (°C), tнар – расчетная температура наружного воздуха в холодный период (°C). Полученное значение умножается на коэффициент запаса (обычно 1.1-1.2).

Что важнее при выборе между прямым приводом и ременной передачей?

Прямой привод (Direct Drive) обеспечивает более высокий КПД, отсутствие потерь на трение в передаче, минимальное техническое обслуживание (не нужно менять ремни, следить за натяжением), сниженный уровень шума. Ременный привод дешевле и позволяет изменять производительность в некоторых пределах путем замены шкивов на валу двигателя и вентилятора. Для большинства современных приточных систем, особенно с регулированием частотным преобразователем, предпочтительнее прямой привод.

Как бороться с образованием конденсата внутри корпуса в зимнее время?

Для предотвращения конденсации влаги из приточного холодного воздуха на элементах вентилятора и калорифера применяется несколько мер: 1) Использование корпуса с эффективной теплоизоляцией толщиной не менее 30-50 мм. 2) Монтаж дренажного поддона с термоизолированным сливным патрубком для отвода конденсата от калорифера. 3) Правильная последовательность секций: фильтр должен стоять ДО калорифера, чтобы на него попадал уже подогретый воздух. 4) Защита водяного калорифера от замерзания с помощью термостата, регулирующего трехходовой клапан на подаче теплоносителя.

Каковы основные причины повышенной вибрации и шума после монтажа?

Основные причины: 1) Недостаточная жесткость основания или неправильное крепление к кровле. 2) Отсутствие или неправильный подбор виброизоляторов. 3) Дисбаланс рабочего колеса из-за загрязнения или заводского дефекта. 4) Несоосность соединения с воздуховодом. 5) Работа вентилятора в нерасчетной зоне характеристик (срыв потока). 6) Износ подшипников или ослабление ременной передачи. Диагностику следует начинать с проверки креплений и состояния виброизоляции.

Можно ли использовать один мощный крышной вентилятор вместо нескольких малых?

Технически это возможно, но не всегда рационально. Один агрегат проще в обслуживании и может быть дешевле. Однако это потребует создания разветвленной сети воздуховодов внутри здания, что увеличит стоимость материалов и монтажа, а также аэродинамическое сопротивление системы. Несколько вентиляторов, зонально распределенных по крыше, позволяют сократить длину воздуховодов, повысить надежность системы (при выходе одного из строя остальные продолжают работу) и обеспечить гибкое регулирование по зонам. Решение принимается на основе технико-экономического расчета.