Вентиляторы осевые вытяжные промышленные
Вентиляторы осевые вытяжные промышленные: конструкция, принцип действия, классификация и применение
Промышленный осевой вытяжной вентилятор представляет собой механическое устройство, предназначенное для перемещения значительных объемов газообразных сред (воздуха, дымовоздушных смесей, технологических газов) в направлении, параллельном оси вращения рабочего колеса. Основное функциональное назначение – организованная вытяжка загрязненного, нагретого или задымленного воздуха из производственных, складских, сельскоххозяйственных и общественных помещений большой кубатуры, а также из технологических установок. В отличие от радиальных (центробежных) машин, осевые вентиляторы создают меньший напор, но характеризуются высокой производительностью и относительно низкими удельными энергозатратами на перемещение больших объемов при малых аэродинамических сопротивлениях сети.
Конструктивные особенности и принцип действия
Базовая конструкция промышленного осевого вытяжного вентилятора включает несколько ключевых узлов:
- Электродвигатель. Как правило, асинхронный, трехфазный, с степенью защиты IP54/IP55 и выше, с классом изоляции F или H для работы в условиях повышенных температур. Устанавливается непосредственно в потоке (канальные модели) либо вынесен за пределы воздушного тракта с использованием системы валов и подшипниковых опор (крышные, кровельные модели).
- Рабочее колесо (ротор, импеллер). Состоит из ступицы и жестко закрепленных на ней лопаток аэродинамического профиля. Количество лопаток варьируется от 2 до 16 в зависимости от требуемого соотношения производительности и давления. Лопатки могут быть фиксированными или регулируемыми (с изменяемым углом атаки). Материал изготовления – углеродистая сталь, алюминиевые сплавы, нержавеющая сталь, стеклопластик.
- Кожух (корпус, обечайка). Цилиндрическая конструкция, обеспечивающая минимальный зазор между вращающимся колесом и неподвижными элементами для снижения перетоков. Часто оснащается направляющим аппаратом (спрямляющим аппаратом) для снижения закрутки потока и повышения статического КПД.
- Защитная решетка. Устанавливается на входе и/или выходе для предотвращения попадания крупных посторонних предметов.
- Исполнительный механизм (для регулируемых моделей). Позволяет изменять угол установки лопаток во время работы или при остановленном вентиляторе.
- Кровельные (крышные). Предназначены для монтажа на крышах зданий через специальные стаканы. Имеют защитный колпак от атмосферных осадков. Двигатель и опорная конструкция вынесены из воздушного потока.
- Канальные. Устанавливаются непосредственно в разрыв вентиляционного воздуховода круглого или прямоугольного сечения. Двигатель находится в потоке.
- Стеновые. Монтируются в отверстие в наружной стене здания. Компактны, часто имеют обратный клапан для предотвращения обратной тяги.
- Взрывозащищенные. Исполнение по стандартам ATEX или ГОСТ. Все элементы искробезопасны, предназначены для перемещения взрывоопасных смесей.
- Термостойкие (дымовые). Изготовлены из материалов, выдерживающих высокие температуры (до 400-600°C), с особыми подшипниковыми узлами. Используются в системах противодымной вентиляции.
- Нерегулируемые (с постоянной частотой вращения). Производительность изменяется только с помощью дросселирования заслонками.
- С регулируемым углом лопаток. Позволяют плавно изменять характеристики в широком диапазоне.
- С регулируемой частотой вращения. Оснащены частотным преобразователем, что обеспечивает наиболее энергоэффективное регулирование.
- Производительность (расход воздуха, L). Измеряется в м³/ч или м³/с. Определяет объем воздуха, перемещаемый вентилятором в единицу времени.
- Полное давление (Pv). Измеряется в Па. Сумма статического и динамического давления, которое вентилятор способен создать для преодоления сопротивления сети.
- Частота вращения (n). Измеряется в об/мин. Влияет на производительность, давление и уровень шума.
- Мощность на валу (N). Потребляемая механическая мощность, кВт.
- Коэффициент полезного действия (КПД). Полный (полный КПД) и статический. Определяет энергоэффективность агрегата.
- Уровень звуковой мощности (Lw). Измеряется в дБ(А). Критичный параметр для помещений с постоянным пребыванием людей.
- Регулярную очистку лопаток и внутренней полости от загрязнений.
- Контроль и подтяжку резьбовых соединений.
- Периодическую проверку состояния подшипников, их смазку (для моделей с обслуживаемыми подшипниками) или замену (для моделей с необслуживаемыми подшипниками смазанными на весь срок службы).
- Проверку целостности изоляции и надежности электрических соединений.
Принцип действия основан на сообщении потоку газа кинетической энергии за счет подъемной силы, возникающей на лопатках аэродинамического профиля при их вращении. Воздух поступает вдоль оси вращения, захватывается лопатками и, получая ускорение, выбрасывается в том же осевом направлении.
Классификация промышленных осевых вытяжных вентиляторов
Классификация осуществляется по ряду технических и конструктивных признаков.
По способу монтажа и исполнению:
По возможности регулирования производительности:
Ключевые технические характеристики и параметры выбора
Выбор конкретной модели осуществляется на основе аэродинамического расчета вентиляционной системы. Основные параметры:
Примерные характеристики серийных вентиляторов среднего диапазона
| Типоразмер, диаметр колеса (мм) | Производительность, макс. (м³/ч) | Полное давление, макс. (Па) | Мощность электродвигателя (кВт) | Типовое применение |
|---|---|---|---|---|
| 400 | 5 000 | 150 | 0,55 — 0,75 | Локальная вытяжка, малые цеха |
| 630 | 12 000 | 250 | 1,5 — 2,2 | Цеховая вентиляция, средние склады |
| 800 | 25 000 | 320 | 3,0 — 4,0 | Промышленные цеха, автостоянки |
| 1000 | 45 000 | 400 | 7,5 — 11,0 | Крупные производственные здания, логистические комплексы |
| 1250 | 70 000 | 450 | 15,0 — 18,5 | Металлургические, химические производства, аграрные комплексы |
Особенности монтажа, эксплуатации и технического обслуживания
Правильный монтаж – залог долговечной и эффективной работы. Для крышных вентиляторов обязательна установка на жесткий, выровненный по уровню стакан или раму, исключающую вибрационную передачу на строительные конструкции. Необходимо обеспечить свободный приток воздуха к заборному отверстию. Канальные вентиляторы требуют прямых участков воздуховода до и после агрегата (обычно не менее 1.5-2 диаметров колеса) для стабилизации потока.
Эксплуатация должна вестись в соответствии с паспортом изделия, с контролем тока потребления и уровня вибрации. Запрещен пуск при заблокированной или закрытой заслонкой выходной/входной площади.
Техническое обслуживание включает:
Сравнение с радиальными (центробежными) вентиляторами
| Критерий | Осевой вентилятор | Радиальный вентилятор |
|---|---|---|
| Направление потока на входе/выходе | Совпадает, параллельно оси | Поворачивает на 90° (в стандартном исполнении) |
| Соотношение производительность/давление | Высокая производительность при низких и средних давлениях (до 1000-1500 Па) | Широкий диапазон давлений, в т.ч. высокие (свыше 3000 Па) |
| Габариты и форма | Компактны в радиальном направлении, легко встраиваются в воздуховод | Требуют больше места, имеют спиральный корпус (улитку) |
| КПД в рабочей зоне | Достигает 80-85% у современных моделей | Может достигать 85-92% у моделей с КПД |
| Уровень шума | Выше, особенно тональная составляющая | Как правило, ниже, шум более широкополосный |
| Стоимость для одинаковых расходов | Обычно ниже | Выше |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем основное отличие вытяжного осевого вентилятора от приточного?
Конструктивно большинство современных промышленных осевых вентиляторов универсальны и могут работать как на вытяжку, так и на приток. Различие заключается в организации системы: в вытяжном режиме вентилятор создает разрежение в помещении, удаляя воздух наружу; в приточном – нагнетает воздух внутрь. Для реверсивных моделей направление вращения может меняться. Однако, в специализированных вытяжных системах (например, для удаления агрессивных сред или высоких температур) конструкция может быть оптимизирована под конкретные условия.
Как правильно подобрать вентилятор для системы с воздуховодами?
Подбор осуществляется по точке пересечения аэродинамической характеристики вентилятора и характеристики сети. На основе требуемого расхода L (м³/ч) и расчетного полного давления Pv (Па), необходимого для преодоления сопротивления всех элементов сети (воздуховодов, фильтров, теплообменников, заслонок), на сводном графике аэродинамических характеристик вентиляторов выбирается модель, рабочая точка которой лежит в зоне максимального КПД. Рекомендуется запас по давлению 10-15%.
Что такое «рабочая точка» вентилятора?
Рабочая точка – это точка на графике аэродинамической характеристики (зависимость давления от расхода), определяющая фактические параметры работы вентилятора в конкретной вентиляционной сети. Она является результатом совместной работы вентилятора и сети. Смещение рабочей точки влево (уменьшение расхода) или вправо (увеличение расхода) приводит к изменению давления, мощности и КПД.
Как бороться с высоким уровнем шума от промышленного осевого вентилятора?
Меры по снижению шума применяются комплексно: 1) Правильный подбор вентилятора в зоне максимального КПД, где шум минимален. 2) Установка шумоглушителей (пластинчатых или трубчатых) на входе и/или выходе. 3) Применение виброизолирующих оснований и гибких вставок. 4) Обшивка воздуховодов звукопоглощающими материалами. 5) Использование вентиляторов с лопатками специального профиля и пониженной частотой вращения.
Когда необходимо выбирать взрывозащищенное исполнение?
Взрывозащищенное исполнение (маркировка Ex) обязательно при перемещении сред, образующих с воздухом взрывоопасные смеси (пары легковоспламеняющихся жидкостей, горючие газы, пыль). Это характерно для окрасочных цехов, нефтехимических производств, мукомольных заводов, деревообрабатывающих цехов. Класс взрывозащиты определяется на основе анализа зонирования помещения и свойств перемещаемых веществ согласно нормам ПУЭ, ГОСТ Р 51330 и ATEX.
Как часто требуется обслуживание подшипниковых узлов?
Периодичность обслуживания зависит от типа подшипников. Для вентиляторов с обслуживаемыми подшипниками качения (с пресс-масленками) смазку необходимо производить по графику, указанному в паспорте (обычно каждые 3000-5000 часов работы), контролируя состояние смазки. Современные модели часто оснащаются необслуживаемыми подшипниками с консистентной смазкой, рассчитанной на весь срок службы вентилятора (40-60 тыс. часов). В любом случае требуется регулярный мониторинг вибрации и температуры подшипниковых узлов.
Заключение
Промышленные осевые вытяжные вентиляторы остаются ключевым элементом в системах общеобменной и технологической вентиляции, где требуется эффективное удаление больших объемов воздуха при умеренных сопротивлениях сети. Современные тенденции направлены на повышение энергоэффективности (за счет оптимизации аэродинамики лопаток и применения частотного регулирования), снижение шумовых характеристик и увеличение срока службы за счет применения коррозионно-стойких материалов и необслуживаемых узлов. Грамотный выбор, основанный на корректном аэродинамическом расчете, и соблюдение регламентов монтажа и обслуживания обеспечивают надежную и долговременную работу этого оборудования в составе промышленных систем.