Вентиляторы радиальные низкого давления ВР: конструкция, принцип действия и технические характеристики
Вентиляторы радиальные низкого давления типа ВР представляют собой механические устройства, предназначенные для перемещения неагрессивных газовых сред (воздуха, смесей воздуха с невзрывоопасными газами и парами) с температурой до 80°C и содержанием твердых примесей не более 100 мг/м³. Основная область их применения – системы общеобменной вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления промышленных, гражданских и административных зданий, а также технологические установки, требующие подачи или удаления значительных объемов воздуха при сравнительно низком аэродинамическом сопротивлении сети (до 1000 Па).
Конструктивные особенности и принцип действия
Конструктивно вентилятор ВР состоит из следующих основных узлов:
- Колесо рабочее (крыльчатка): Центральный элемент, представляющий собой барабан с жестко закрепленными на нем лопатками, загнутыми вперед или назад относительно направления вращения. Колесо насажено на вал электродвигателя или соединяется с ним через муфту.
- Спиральный корпус (улитка): Выполнен из листовой стали, имеет патрубки для присоединения воздуховодов. Его геометрия спроектирована для плавного преобразования динамического давления воздушного потока, создаваемого колесом, в статическое давление.
- Электродвигатель: Как правило, общепромышленного исполнения, устанавливается на раме внутри или снаружи корпуса (исполнение 1 или 6 по ГОСТ 5976-90). В малошумных модификациях может использоваться двигатель с пониженными оборотами.
- Входной коллектор (патрубок): Обеспечивает оптимальный подвод воздуха к всасывающему отверстию колеса.
- Рама (станина): Служит для жесткого крепления всех агрегатов.
- По направлению вращения: Правое (колесо вращается по часовой стрелке, если смотреть со стороны всасывания) и левое.
- По направлению отвода воздуха: Исполнения с отводом воздуха в восьми основных направлениях (0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°).
- По типу привода: С непосредственной посадкой колеса на вал двигателя (исполнение 1) и с приводом через муфту (исполнение 6).
- По аэродинамической схеме колеса: С лопатками, загнутыми вперед (обеспечивают больший расход при меньших габаритах, но менее энергоэффективны и склонны к загрязнению) и лопатками, загнутыми назад (имеют более пологую характеристику, выше КПД, менее шумные, устойчивы к перегрузкам по мощности).
- По сравнению с осевыми (ВО): ВР создают более высокое давление при том же диаметре колеса, имеют более устойчивую рабочую характеристику при переменном сопротивлении сети, но проигрывают в габаритах, массе и часто в уровне шума. Осевые вентиляторы эффективнее для перемещения больших объемов воздуха при минимальном сопротивлении.
- По сравнению с ВЦ и ВРД: Вентиляторы ВР проще по конструкции (чаще всего одностороннего всасывания с колесом на валу двигателя), дешевле, но не способны преодолевать давление свыше 1000-1200 Па. ВЦ (вентиляторы центробежные) с лопатками, загнутыми назад, имеют более высокий КПД и используются в сетях со средним и высоким сопротивлением.
Принцип действия основан на центробежной силе. При вращении рабочего колеса воздух, попадающий в межлопаточное пространство, отбрасывается от центра к периферии, где собирается в спиральном корпусе и направляется в нагнетательный патрубок. В центральной зоне колеса при этом создается разрежение, обеспечивающее непрерывный подсос новой порции воздуха.
Классификация и типоразмерный ряд
Вентиляторы ВР классифицируются по нескольким ключевым параметрам:
Типоразмер обозначается номером, который соответствует диаметру рабочего колеса в дециметрах (например, ВР-80-75 имеет колесо диаметром 8 дм или 800 мм).
Основные технические параметры и аэродинамические характеристики
Ключевыми параметрами для выбора вентилятора являются производительность (L, м³/ч), полное давление (P, Па), частота вращения (n, об/мин), потребляемая мощность (N, кВт) и коэффициент полезного действия (КПД). Характеристики взаимосвязаны и представляются в виде графиков или таблиц. Ниже приведена примерная таблица параметров для вентиляторов с колесом на валу двигателя (исполнение 1) при стандартных условиях.
| Типоразмер | Частота вращения, об/мин | Производительность, м³/ч | Полное давление, Па | Установленная мощность, кВт | Уровень звуковой мощности, дБА |
|---|---|---|---|---|---|
| ВР-80-75 | 930 | 1000 — 4500 | 150 — 400 | 0.37 — 0.75 | 70 — 78 |
| ВР-86-77 | 1450 | 2000 — 10000 | 400 — 800 | 1.1 — 3.0 | 78 — 86 |
| ВР-132-30 | 940 | 5000 — 25000 | 300 — 600 | 1.5 — 7.5 | 80 — 88 |
| ВР-280-46 | 730 | 40000 — 120000 | 600 — 1000 | 18.5 — 55 | 95 — 105 |
Требования к монтажу и эксплуатации
Монтаж вентилятора должен осуществляться на жестком, выровненном фундаменте или конструкции. Обязательна виброизоляция с помощью резиновых или пружинных амортизаторов. Присоединение воздуховодов к патрубкам вентилятора должно выполняться через гибкие вставки (тканевые или резинотканевые) для предотвращения передачи вибраций на сеть. Запрещается монтаж с натяжением или перекосом присоединительных фланцев.
Эксплуатация допускается только при условии, что характеристики сети (сопротивление воздуховодов, фильтров, нагревателей и т.д.) соответствуют рабочей точке на характеристике вентилятора. Запуск вентилятора при закрытой заслонке на всасывании или нагнетании не рекомендуется, так как приводит к перегреву двигателя и нештатным нагрузкам. Требуется регулярное техническое обслуживание: очистка колеса и корпуса от загрязнений, проверка состояния подшипниковых узлов, балансировка колеса при появлении вибрации.
Сравнение с вентиляторами других типов
Вентиляторы ВР низкого давления занимают свою нишу между осевыми (вентиляторами ВО) и радиальными вентиляторами среднего и высокого давления (ВЦ, ВРД).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Как правильно подобрать вентилятор ВР для конкретной системы?
Подбор осуществляется по аэродинамическим графикам (характеристикам), предоставляемым производителем. Необходимо знать расчетные параметры системы: требуемый расход воздуха (м³/ч) и полное давление (Па), которое необходимо создать для преодоления сопротивления всех элементов сети (воздуховоды, фильтры, калориферы, шумоглушители и т.д.). На пересечении этих значений на графике находится рабочая точка. Она должна лежать в зоне максимального КПД выбранного вентилятора и не попадать в зону помпажа или перегрузки электродвигателя.
Что такое «правое» и «левое» вращение, и как его определить?
Направление вращения определяется со стороны всасывающего патрубка (со стороны, противоположной приводу). Если колесо вращается по часовой стрелке – это правое вращение, против часовой стрелки – левое. Это критически важно для правильного монтажа и подключения воздуховодов, особенно при замене старого оборудования.
Чем отличаются исполнения 1 и 6?
Исполнение 1: рабочее колесо установлено непосредственно на удлиненный вал стандартного электродвигателя. Конструкция наиболее компактна и распространена. Исполнение 6: колесо смонтировано на отдельном валу, который через упругую муфту соединяется с валом двигателя, установленного на общей раме. Такое исполнение применяется для ременного привода (позволяет изменять частоту вращения), для агрессивных сред (двигатель вынесен за пределы потока) или для крупных типоразмеров.
Как снизить уровень шума от работающего вентилятора ВР?
Основные методы: 1) Выбор рабочей точки в зоне максимального КПД вентилятора. 2) Установка виброизоляторов и гибких вставок. 3) Монтаж шумоглушителей на воздуховодах после/перед вентилятором. 4) Обшивка корпуса вентилятора звукопоглощающим материалом (при наличии технической возможности). 5) Использование вентиляторов в малошумном исполнении (с пониженной частотой вращения, с лопатками, загнутыми назад).
Каковы основные причины вибрации вентилятора в процессе эксплуатации?
1) Разбалансировка рабочего колеса из-за налипания загрязнений или износа. 2) Ослабление крепления колеса на валу или крепления двигателя к раме. 3) Износ или повреждение подшипников. 4) Несоосность валов при приводе через муфту (для исполнения 6). 5) Работа в нерасчетном режиме, близком к помпажу.
Можно ли регулировать производительность вентилятора ВР?
Да, основными способами регулирования являются: 1) Дросселирование заслонками на воздуховодах (наиболее простой, но наименее энергоэффективный метод). 2) Изменение частоты вращения колеса с помощью частотного преобразователя (наиболее экономичный метод, позволяющий поддерживать высокий КПД системы). 3) Изменение угла установки лопаток на входе (для вентиляторов со специальным конструктивным исполнением).
Какие среды можно перемещать вентиляторами ВР?
Вентиляторы ВР общего назначения рассчитаны на перемещение неагрессивных газовых сред с температурой до +80°C, без липких веществ и волокнистых материалов, с содержанием пыли и твердых примесей не более 100 мг/м³. Для перемещения дымовых газов, агрессивных сред, взрывоопасных смесей или материалов с высокой запыленностью требуются специализированные исполнения: коррозионностойкие, искробезопасные, пылевые (например, типа ВЦП).