Вентиляторы осевые крышные

Вентиляторы осевые крышные: конструкция, применение, подбор и монтаж

Осевой крышной вентилятор (ОКВ) – это механическая тяговая машина, предназначенная для перемещения значительных объемов воздуха или других газов с малым аэродинамическим сопротивлением. Устройство монтируется непосредственно на кровле здания через специальный проём или на стакане, что позволяет экономить внутреннее пространство и минимизировать длину воздуховодов. Принцип действия основан на передаче энергии от вращающихся лопастей рабочего колеса (крыльчатки) потоку газа, движущемуся в направлении, параллельном оси вращения.

Конструктивные особенности и основные компоненты

Конструкция современного крышного осевого вентилятора представляет собой комплекс узлов, спроектированных для работы в условиях атмосферных воздействий.

• Электродвигатель: Как правило, используется асинхронный двигатель с внешним ротором, встроенный непосредственно в ступицу крыльчатки. Это обеспечивает компактность и прямой привод. Двигатели имеют степень защиты IP54/IP55, а для агрессивных сред – IP66. Класс нагревостойкости изоляции – не ниже F.
• Рабочее колесо (крыльчатка): Состоит из ступицы и жестко закрепленных на ней лопастей. Лопасти имеют аэродинамический профиль и изготавливаются из алюминиевых сплавов, стали с полимерным покрытием или ударопрочного пластика (например, полиамида, армированного стекловолокном). Количество лопастей варьируется от 3 до 12 в зависимости от требуемых характеристик.
• Корпус (обечайка): Выполняется из оцинкованной или нержавеющей стали, алюминия. Формирует воздушный канал, минимизирует перетекание газа. Часто имеет диффузор для преобразования динамического давления в статическое.
• Защитный колпак (зонт): Обязательный элемент, предохраняющий внутреннюю часть вентилятора от атмосферных осадков и мусора. Изготавливается из тех же материалов, что и корпус.
• Основание (стакан, пьедестал): Представляет собой коробчатую конструкцию для монтажа вентилятора на кровле. Обеспечивает герметичное соединение с кровельным покрытием через гидроизоляционный фартук.
• Система автоматики и защиты: Может включать частотный преобразователь для плавного регулирования производительности, термоконтакты для защиты двигателя от перегрева, виброизоляторы.

Классификация и типы

Осевые крышные вентиляторы классифицируются по нескольким ключевым признакам.

По направлению воздушного потока

• Вытяжные: Удаляют загрязненный или нагретый воздух из помещения.
• Приточные: Подают свежий воздух с улицы. Конструктивно часто отличаются формой зонта.
• Реверсивные: Способны работать в обоих направлениях, меняя направление вращения двигателя.

По конструкции и исполнению

• Обычного исполнения (без дополнительных элементов): Базовый вариант для систем вентиляции.
• С обратным клапаном: Оснащаются гравитационными или моторными заслонками для предотвращения обратной тяги и попадания холодного воздуха при остановке.
• Канального типа: Устанавливаются на вертикальный воздуховод, проходящий через кровлю.
• Взрывозащищенного исполнения (Ex): Для помещений с взрывоопасными средами (химия, нефтегаз). Изготавливаются из материалов, исключающих искрообразование.
• Коррозионностойкие: Из нержавеющей стали AISI 304/316 или с специальными покрытиями для бассейнов, животноводческих комплексов, химических производств.
• Теплостойкие: Для удаления горячих газов (например, от кухонного оборудования или в литейных цехах).

Ключевые технические характеристики и аэродинамика

Подбор вентилятора осуществляется по аэродинамическим характеристикам, которые описываются графиками зависимости полного давления (P_v, Па) и потребляемой мощности (N, кВт) от объемного расхода воздуха (L, м³/ч). Основные параметры:

• Производительность (расход воздуха) L, м³/ч: Объем воздуха, перемещаемый вентилятором в единицу времени.

Полное давление P_v, Па: Энергия, сообщаемая вентилятором единице объема перемещаемого газа. Складывается из статического давления (преодоление сопротивления сети) и динамического давления (скоростной напор).

• Частота вращения n, об/мин: Определяет скорость движения лопастей.
• Потребляемая электрическая мощность N_эл, кВт: Мощность, потребляемая электродвигателем из сети.
• Уровень звуковой мощности L_w, дБА: Акустическая характеристика, критичная для жилой застройки.
• КПД вентилятора η: Отношение полезной мощности (гидравлической) к потребляемой мощности на валу. Для осевых моделей обычно находится в диапазоне 0.6-0.85.

Важнейшим параметром является удельная быстроходность (n_y), которая определяет тип вентилятора. Осевые вентиляторы имеют высокое значение n_y и эффективны для перемещения больших объемов при малых давлениях (примерно до 400-500 Па).

Области применения

• Гражданское строительство: Общеобменная вентиляция торговых центров, офисных зданий, жилых домов, подземных парковок.
• Промышленность: Удаление избыточного тепла, запыленного воздуха, легких испарений из цехов, складов, элеваторов.
• Сельское хозяйство: Вентиляция животноводческих и птицеводческих помещений, овощехранилищ.
• Общественное питание: Вытяжные системы для кухонных зон ресторанов и столовых.
• Спортивные сооружения: Вентиляция бассейнов, ледовых арен, фитнес-залов.

Методика подбора вентилятора

Подбор осуществляется в несколько этапов:

1. Определение требуемых параметров сети: Расчет необходимого расхода воздуха L_тр (по кратностям или по избыткам тепла/влаги) и аэродинамического сопротивления сети P_сети (потери в воздуховодах, фильтрах, нагревателях и т.д.).
2. Выбор типа вентилятора: Исходя из величины P_сети (низкое давление) и требуемого L выбирается осевая конструкция.
3. Работа с аэродинамическими характеристиками: По сводным графикам или подборным программам производителя находится точка работы (L, P_v). Она должна располагаться в зоне максимального КПД выбранной модели.
4. Корректировка по условиям: Поправка на температуру и плотность перемещаемой среды, высоту над уровнем моря.
5. Проверка акустики: Оценка уровня звуковой мощности и необходимости установки шумоглушителей.

Требования к монтажу и эксплуатации

Правильный монтаж – залог долговечности и эффективной работы.

• Место установки: Должно обеспечивать свободный приток/отток воздуха, исключать возможность подпора из-за ветра или соседних сооружений.
• Герметизация узла прохода: Использование стандартных кровельных проходок с гидроизоляционными фартуками, соответствующих типу кровельного покрытия.
• Виброизоляция: Обязательное применение виброизолирующих прокладок или пружинных виброизоляторов между основанием вентилятора и конструкцией кровли.
• Электрические подключения: Выполняются гибким кабелем в соответствии с ПУЭ. Обязательно заземление. Для наружной установки – использование влагозащищенных коробок и кабельных вводов.
• Эксплуатационное обслуживание: Включает регулярную (не реже 2 раз в год) очистку лопастей и внутренней полости от загрязнений, проверку состояния виброизоляторов, подтяжку электрических соединений, контроль токовой нагрузки.

Сравнительная таблица: Осевые крышные vs. Радиальные крышные вентиляторы

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как правильно подобрать мощность двигателя для крышного вентилятора?

Мощность двигателя является производной от аэродинамических характеристик вентилятора. Нельзя подбирать ее самостоятельно, исходя только из расхода воздуха. Необходимо использовать данные с аэродинамического графика выбранной модели, где указана потребляемая мощность на валу для каждой точки (L, P). К полученному значению добавляется коэффициент запаса (обычно 1.1-1.15). Окончательный выбор делает производитель вентилятора.

Нужен ли для осевого крышного вентилятора обратный клапан?

Установка обратного клапана (заслонки) настоятельно рекомендуется для вытяжных систем в климатических зонах с холодной зимой. Он предотвращает поступление холодного воздуха и образование конденсата в системе при остановленном вентиляторе. Для приточных систем клапан защищает от попадания осадков и мусора.

Чем обусловлен высокий уровень шума от осевого вентилятора и как его снизить?

Основные источники шума: аэродинамический шум от взаимодействия лопастей с воздушным потоком и вибрационный шум от двигателя и вращающихся частей. Для снижения применяют: выбор вентилятора с рабочим колесом на пониженных оборотах, установку на виброизоляторы, монтаж низкоскоростных моделей с увеличенным диаметром, применение шумоглушителей в воздуховоде (если он есть).

Как влияет зимний период на работу крышного вентилятора?

Низкие температуры повышают плотность воздуха, что ведет к росту потребляемой мощности двигателя. Возможно обмерзание лопастей и решетки при работе во влажном режиме. Рекомендуется: подбор двигателя с запасом по мощности, использование моделей с антиобледенительными нагревателями или системой периодического реверсирования, регулярный осмотр.

Можно ли регулировать производительность осевого крышного вентилятора?

Да, основными способами являются: изменение частоты вращения с помощью частотного преобразователя (наиболее энергоэффективный метод), использование вентиляторов с двух- или трехскоростными двигателями, регулирование с помощью входных направляющих аппаратов (довольно редко для крышного исполнения). Дросселирование заслонками на входе или выходе для осевых вентиляторов неэффективно и ведет к потере КПД.

Какой срок службы у качественного крышного вентилятора?

При соблюдении условий монтажа и проведении регулярного ТО срок службы основных элементов (корпус, колесо) составляет 15-20 лет. Срок службы двигателя с подшипниками составляет в среднем 30-40 тысяч часов работы (зависит от класса нагревостойкости и условий). В агрессивных средах срок службы определяется стойкостью материалов и качеством обслуживания.