Вентиляторы ВКПН

Вентиляторы ВКПН: конструкция, технические характеристики и область применения

Вентиляторы ВКПН (Вентилятор Крышный Прямоточный Направляющий аппарат) представляют собой серию крышных радиальных вентиляторов, предназначенных для систем общеобменной приточно-вытяжной вентиляции, аспирации и технологических процессов. Основное назначение – перемещение воздуха, газовоздушных смесей и невзрывоопасных производственных сред, не содержащих липких веществ, волокнистых материалов и взвешенных частиц с концентрацией более 100 мг/м³. Агрегаты устанавливаются непосредственно на кровле зданий через специальные проходные элементы, что исключает необходимость монтажа воздуховодов внутри помещения и позволяет экономить полезную площадь.

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция вентилятора ВКПН является классической для радиальных машин с двусторонним всасыванием. Основные узлы и их характеристики:

• Корпус (обечайка): Изготавливается из листовой стали, имеет спиральную форму (улитку). Для защиты от коррозии покрывается грунтовкой и эмалью. В корпусе расположены фланцы для подключения к воздуховодам или переходным патрубкам на кровле.
• Колесо рабочее (крыльчатка): Тип – радиальное, с загнутыми вперед лопатками. Конструкция – двустороннего всасывания, что обеспечивает высокую производительность при относительно малых габаритах. Колесо статически и динамически сбалансировано, крепится непосредственно на валу электродвигателя.
• Электродвигатель: Устанавливается на раме внутри корпуса вентилятора. Используются асинхронные трехфазные двигатели общепромышленного исполнения. Класс защиты двигателя – обычно IP54/IP55, что обеспечивает защиту от брызг и пыли. Привод – прямой, без передающих механизмов (колесо насажено на вал двигателя), что повышает надежность и КПД.
• Направляющий аппарат (Н.А.): Ключевой элемент, отраженный в названии серии. Устанавливается на всасывающей стороне колеса. Представляет собой систему закрепленных под углом лопаток, которые закручивают поток воздуха перед его поступлением на рабочее колесо. Это позволяет снизить гидравлические потери на входе, уменьшить уровень шума и повысить аэродинамическую стабильность работы вентилятора.
• Защитный кожух (колпак): Устанавливается сверху над выхлопным патрубком. Выполняет функцию защиты от атмосферных осадков и посторонних предметов. Имеет дефлекторную форму для предотвращения задувания ветра и создания дополнительной тяги.
• Виброизоляторы: Резиновые или пружинные виброизоляционные опоры, на которые монтируется рама с двигателем и колесом. Их задача – гасить вибрации, передаваемые на корпус и строительные конструкции.

Принцип работы: Воздушный поток закручивается направляющим аппаратом и поступает на рабочее колесо с двух сторон. Под действием центробежной силы, создаваемой вращающимся колесом, воздух отбрасывается к периферии, сжимается и направляется в спиральный корпус (улитку), где кинетическая энергия преобразуется в давление. После этого поток выбрасывается через выходной патрубок вертикально вверх.

Классификация и типоразмерный ряд

Вентиляторы ВКПН классифицируются по нескольким ключевым параметрам:

• По типоразмеру (номеру): Обозначается цифрой, соответствующей диаметру рабочего колеса в дециметрах. Стандартный ряд включает номера: 4, 5, 6.3, 8, 10, 12.5. Например, ВКПН-10 имеет колесо диаметром 1000 мм.
• По исполнению по направлению вращения:
  • Правое вращение (чаще обозначается как «П») – колесо вращается по часовой стрелке, если смотреть со стороны всасывания на двигатель.
  • Левое вращение («Л») – вращение против часовой стрелки.
• По климатическому исполнению: Чаще всего У1 (для умеренного климата) и ХЛ1 (для холодного климата). Для работы при отрицательных температурах предусматривается зимнее исполнение с системой обогрева картера двигателя и утолщенной теплоизоляцией корпуса.
• По комплектации: Базовая комплектация включает вентилятор, защитный колпак и комплект крепежа. Дополнительно могут поставляться: автоматические жалюзи на выхлопе, кабельные вводы, усиленные виброизоляторы, датчики вибрации, греющий кабель.

Основные технические характеристики и аэродинамические параметры

Технические параметры вентиляторов ВКПН определяются их номером и частотой вращения электродвигателя. Ключевые характеристики:

• Производительность (расход воздуха, L): Измеряется в м³/ч. Диапазон значений для серии очень широк – от нескольких тысяч до 100 000 м³/ч и более.
• Полное давление (P_полн): Измеряется в Па. Характеризует способность вентилятора преодолевать сопротивление сети (воздуховодов, фильтров, решеток).
• Мощность электродвигателя (N): Измеряется в кВт. Подбирается в зависимости от требуемой производительности, давления и КПД агрегата.
• Частота вращения (n): Измеряется в об/мин. Стандартные значения – 730, 930, 1450 об/мин для двигателей на 50 Гц.
• Уровень звуковой мощности (L_w): Измеряется в дБА. Важный параметр для расчета шумового воздействия на окружающую среду.

Аэродинамические характеристики представляются в виде графиков или таблиц, связывающих производительность, давление, мощность и КПД. Выбор конкретной модели осуществляется по рабочим точкам на этих графиках.

Примерные параметры для различных типоразмеров (при n=1450 об/мин)

Типоразмер (номер)	Диаметр колеса, мм	Производительность, макс., м³/ч	Полное давление, макс., Па	Мощность двигателя, диапазон, кВт
ВКПН-5	500	~8 000	~600	0.75 – 3.0
ВКПН-8	800	~25 000	~900	3.0 – 11.0
ВКПН-10	1000	~45 000	~1100	7.5 – 22.0
ВКПН-12.5	1250	~80 000	~1200	18.5 – 45.0

Область применения и особенности монтажа

Вентиляторы ВКПН широко применяются в промышленном и гражданском строительстве:

• Вентиляция производственных цехов, складов, логистических комплексов.
• Дымоудаление (в составе систем противодымной вентиляции, при условии соответствия исполнения требованиям по температуре и времени работы).
• Вентиляция торговых центров, спортивных сооружений, сельскохозяйственных объектов.
• Удаление избыточного тепла и загазованности из верхней зоны помещений.

Особенности монтажа:

• Монтаж осуществляется на предварительно подготовленную кровельную проходку (стакан), обеспечивающую герметичность примыкания к кровле и необходимую жесткость.
• Обязательно использование виброизолирующего основания между корпусом вентилятора и проходным элементом.
• Необходимо обеспечить свободный приток воздуха к всасывающим патрубкам. Расстояние от всасывающего отверстия до ближайшего препятствия должно быть не менее 1 диаметра колеса.
• Требуется надежное заземление корпуса вентилятора.
• При монтаже в сейсмических районах или регионах с сильными ветрами применяются дополнительные растяжки (вантовые крепления).

Преимущества и недостатки вентиляторов ВКПН

Преимущества:

• Высокая энергетическая эффективность благодаря прямому приводу и наличию направляющего аппарата.
• Относительно низкий уровень шума и вибраций по сравнению с осевыми крышными вентиляторами аналогичной производительности.
• Способность создавать высокое давление, что позволяет работать на разветвленные сети воздуховодов.
• Удобство обслуживания: основные узлы (двигатель, колесо) доступны после снятия защитного колпака.
• Универсальность и широкий типоразмерный ряд.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с осевыми крышными вентиляторами (ВКОП, ВО).
• Большие габариты и масса, что требует усиленных строительных конструкций.
• Ограничение по транспортируемым средам: не предназначены для сред с высоким содержанием абразивной пыли или волокон.
• Сложность монтажа из-за значительного веса.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем ВКПН принципиально отличается от вентилятора ВКОП?

ВКОП (Вентилятор Крышный Осевой Пропеллерный) – это осевой вентилятор, где поток движется вдоль оси вращения колеса. Он характеризуется высокой производительностью при низких давлениях, простой конструкцией и низкой стоимостью. ВКПН – радиальный вентилятор, создающий более высокое давление, способный работать на сети с существенным сопротивлением. Он эффективнее ВКОП в системах с длинными воздуховодами, фильтрами и другими элементами, создающими аэродинамическое сопротивление.

Можно ли использовать ВКПН для дымоудаления?

Да, но только в специальном исполнении, обозначаемом обычно как ВКПН-Д. Такие вентиляторы изготавливаются из черной стали с повышенной толщиной, имеют электродвигатель с термостойкой изоляцией обмоток, подшипниковые узлы с повышенным температурным ресурсом и часто оснащаются термозащитным кожухом. Они рассчитаны на работу с высокотемпературными газами (до 400-600°C) в течение определенного времени (обычно 1-2 часа), что должно быть подтверждено соответствующими испытаниями и сертификатами.

Как правильно подобрать вентилятор ВКПН для конкретной системы?

Подбор осуществляется инженером-проектировщиком на основе аэродинамического расчета системы вентиляции. Определяются две ключевые точки: требуемая производительность (L, м³/ч) и полное давление (P, Па), необходимое для ее обеспечения с учетом всех потерь в сети. Эта точка наносится на сводный график аэродинамических характеристик вентиляторов разных номеров. Выбирается модель, рабочая точка которой лежит в зоне максимального КПД (обычно в средней части характеристики) и не попадает в зону помпажа (левая часть графика). Также проверяется уровень звуковой мощности.

Какое техническое обслуживание требуется для ВКПН?

Регламент технического обслуживания включает:

• Ежемесячный внешний осмотр, проверку креплений и отсутствия посторонних шумов.
• Очистку лопаток рабочего колеса и внутренней полости корпуса от загрязнений (периодичность зависит от чистоты перемещаемой среды, но не реже 1 раза в 6 месяцев).
• Контроль состояния виброизоляторов.
• Проверку и подтяжку контактных соединений в клеммной коробке двигателя (1 раз в год).
• Контроль уровня масла в подшипниках двигателя (для моделей с маслосмазываемыми подшипниками) или замену смазки (по регламенту производителя двигателя).

Что такое «зимнее исполнение» вентилятора ВКПН?

Это исполнение, адаптированное для работы при отрицательных температурах окружающего воздуха (до -40°C и ниже). Включает в себя: двигатель в морозостойком исполнении (со специальной маркой смазки в подшипниках и изоляцией обмоток), установку картерного подогревателя для предотвращения застывания масла, утолщенную теплоизоляцию корпуса для снижения теплопотерь и предотвращения конденсации влаги внутри, а также часто – обогрев выходного патрубка или автоматических жалюзи для защиты от обледенения.

Заключение

Вентиляторы ВКПН остаются надежным и технологичным решением для организации приточно-вытяжной вентиляции на промышленных и гражданских объектах, где предъявляются требования к созданию значительного давления в сети. Их конструкция, проверенная десятилетиями эксплуатации, сочетает в себе эффективность, ремонтопригодность и долговечность. Правильный подбор, монтаж с учетом всех требований производителя и регулярное техническое обслуживание являются залогом бесперебойной и экономичной работы агрегата на протяжении всего срока службы. При выборе между ВКПН и другими типами крышных вентиляторов решающими факторами должны быть аэродинамические параметры системы (производительность и сопротивление), характеристики перемещаемой среды и экономическая целесообразность.