Ventilador centrífug: característiques específiques del dispositiu i principi de funcionament del dispositiu
Amb el desenvolupament del sector industrial, un gran nombre de processos tecnològics van requerir un subministrament d'aire forçat.El sector domèstic tampoc ha quedat al marge. Alguns tipus de comunicacions requereixen un subministrament regular d'aire fresc.
Una solució elegant a aquest problema va ser un ventilador centrífug, que és capaç de bombar de manera autònoma la quantitat necessària de massa d'aire. Però, com està dissenyat i com funciona? Són aquestes preguntes les que analitzarem amb detall al nostre article.
Considerem les característiques de disseny del dispositiu, les seves capacitats, l'àmbit d'aplicació i els millors fabricants els productes dels quals es presenten al mercat. També donarem recomanacions per triar el model de ventilador adequat.
El contingut de l'article:
L'essència de bombar i enrarir l'aire amb un ventilador
Un ventilador és una estructura mecànica que és capaç de processar el flux d'una mescla gas-aire augmentant la seva energia específica per al moviment posterior.
Aquesta arquitectura de la unitat permet crear l'efecte d'injecció o rarefacció del gas de treball a l'espai mitjançant un augment o disminució de la pressió, respectivament (mecanisme de conversió d'energia).
La pressió del gas s'entén com un procés interminable de moviment caòtic de les molècules de gas que, colpejant les parets d'un espai tancat, creen pressió sobre elles.
Per tant, com més gran sigui la velocitat d'aquestes molècules, més impactes i més pressió. La pressió del gas és una de les principals característiques del gas.
D'altra banda, qualsevol gas té dos paràmetres més: el volum i la temperatura. El volum és la quantitat d'espai que ocupa un gas. La temperatura del gas és una característica termodinàmica que relaciona la velocitat de les molècules i la pressió que generen.
Aquests "tres pilars" es basen en la teoria cinètica molecular, que és la base per descriure tots els processos associats al processament de gasos i mescles de gasos.
El procés d'injecció és una concentració forçada de molècules en un espai confinat més enllà d'una determinada norma. Per exemple, la pressió de l'aire generalment acceptada a la superfície terrestre és d'aproximadament 100 kPa (105 quilo Pascals) o 760 mm Hg. Art. (mil·límetres de mercuri).
A mesura que augmenta l'altitud sobre la superfície de la Terra, la pressió disminueix i l'aire s'enrareix.
La rarefacció és el procés invers de bombeig, durant el qual les molècules deixen un sistema tancat. El volum continua sent el mateix, però el nombre de molècules disminueix significativament, per tant, la pressió disminueix.
L'efecte de bombeig és necessari per forçar el moviment de l'aire. És possible moure l'aire a través de l'efecte de rarefacció: per restaurar l'equilibri de pressió en tot el sistema, les molècules es mouen d'una àrea més concentrada de molècules a una de menys concentrada.
Així és com es mouen les molècules de gas.
Hi ha una varietat de dissenys de sistemes de ventilació, però es poden dividir en diverses classes segons determinats paràmetres:
- Amb cita prèvia. Hi ha aficionats generals i especials. Els ventiladors s'utilitzen per al moviment normal del gas. Els ventiladors especials s'utilitzen per al transport pneumàtic, transport de mescles de gasos agressius i explosius.
- Per velocitat. Hi ha rodes amb pales amb velocitats específiques de rotació baixes, mitjanes i altes.
- Per rang de pressió. Hi ha sistemes coneguts per generar pressió baixa (fins a 1 kPa), mitjana (1–3 kPa) i alta (més de 3 kPa).
Alguns processos industrials i domèstics amb bufadors es produeixen en condicions ambientals extremes, per la qual cosa es plantegen els requisits corresponents per a l'equip.
Així, podem parlar d'unitats a prova de pols, a prova d'humitat, resistents a la calor, a la corrosió, a prova d'espurnes i dispositius d'eliminació de fum i ventiladors convencionals.
La informació sobre els tipus d'aficionats es discuteix amb detall en un altre el nostre article.
Disseny de ventilador centrífug
El sistema de disseny centrífug és un mecanisme de bombeig amb una arquitectura radial que és capaç de generar pressió de qualsevol rang.
Dissenyat per al transport de gasos mono i poliatòmics, inclosos els compostos químicament "agressius".
El disseny està "revestit" amb una carcassa de metall/plàstic, que s'anomena carcassa protectora. La carcassa protegeix la cambra interior de la pols, la humitat i altres substàncies que poden afectar negativament el funcionament de la unitat.
Un producte de ventilació d'alta qualitat sempre té una certa classe de protecció. El grau de protecció de la carcassa (protecció d'entrada) és un estàndard internacional de qualitat de producte unificat que determina el nivell de protecció de l'equip contra les influències ambientals.
El mecanisme és accionat per un motor elèctric o un motor de combustió interna (típic dels ventiladors industrials). El mètode més comú és un motor elèctric que fa girar un eix amb un impulsor.
Hi ha diverses opcions conegudes per transmetre el moviment de rotació del motor a l'impulsor:
- acoblament elàstic;
- transmissió per corretja en V;
- transmissió contínuament variable (embragatge hidràulic o inductiu).
Tenint en compte l'existència d'un gran nombre d'empreses de fabricació que creen sistemes únics amb una gran varietat de paràmetres dinàmics, els consumidors tenen a la seva disposició una gamma de ventiladors força àmplia.
Com a resultat de l'intens treball dels desenvolupadors, tenim una àmplia gamma d'aplicacions per a aquestes màquines, que inclouen:
- sistemes de ventilació i calefacció en edificis privats i de diverses plantes;
- subministrament i depuració d'aire per a edificis no residencials;
- sistemes de filtració a l'agricultura;
- implantació de processos tecnològics en indústria lleugera i pesada de diverses direccions.
També hi ha opcions per utilitzar bufadors en sistemes d'extinció d'incendis i substitució d'aire ultra ràpida en espais reduïts.
Aquests ventiladors funcionen amb mescles de gasos a alta temperatura, cosa que obliga els fabricants a incloure a la documentació tècnica informació sobre el compliment dels seus equips amb les normes internacionals.
El disseny provat i senzill del mecanisme centrífug té una sèrie d'avantatges clars:
- alta fiabilitat i rendiment insuperable;
- facilitat i accessibilitat del manteniment dels equips;
- seguretat d'integració i funcionament de les unitats;
- costos mínims de recursos energètics i reparacions en cas d'avaria.
A més, els ventiladors tenen un llindar de soroll bastant baix, que els permet utilitzar-los en condicions domèstiques.Els ventiladors centrífugs també tenen una vida útil excepcionalment llarga a causa de l'absència de contacte directe de les parts de treball del mecanisme a la cambra de treball.
Característiques del cicle de funcionament del dispositiu
Vegem el principi de funcionament general d'un bufador centrífug amb un disseny radial. Tingueu en compte que els experts distingeixen entre dos dissenys principals de ventilador: amb una col·locació axial i radial de l'entrada a la qual s'aspira el flux d'aire.
Això afecta principalment l'opció d'instal·lar el ventilador al sistema i pràcticament no té cap efecte en el rendiment general.
L'entrada axial és típica per als bufadors de desplaçament positiu d'ús general. La col·locació radial de l'entrada de flux és típica per als bufadors de la línia principal.
Durant la primera etapa del cicle de funcionament del ventilador, el flux d'aire es mou a la superfície d'un impulsor que gira ràpidament. Les pales de l'impulsor divideixen l'aire en petits volums que es mouen dins de la cambra de treball.
Aquí s'acumula la massa d'aire, és a dir, la massa d'aire es comprimeix directament en un petit volum.
El propi disseny del cos de la unitat té les seves pròpies característiques.
Es coneixen les dues formes de casc més comunes:
- arrodonit;
- espiral.
La forma arrodonida de la carcassa és típica dels ventiladors que mouen una gran quantitat d'aire en un curt temps de procés. I la forma d'espiral és inherent als ventiladors, que a més comprimeixen el volum d'aire i generen pressió mitjana i alta.
En la segona etapa, l'aire es bombeja a la cambra de treball. Com és sabut, a volum constant, amb un augment de la massa total de molècules de gas, augmenta el nombre de col·lisions de molècules i, per tant, augmenta la seva velocitat. En conseqüència, la pressió del gas també augmenta.
En l'etapa final, el gas comprimit s'elimina de la cambra de treball a la sortida. A continuació, l'aire passa al conducte d'aire central i es mou en la direcció indicada.
El procés de rarefacció es produeix exactament al contrari. L'aire es pren d'un conducte d'aire o d'un espai confinat on s'ha de crear una àrea enraritzada i abocar-la a l'entorn o a un altre espai confinat.
Especificació del ventilador centrífug
Els sistemes de compressors es caracteritzen per una sèrie de diferències estructurals i dinàmiques que s'han de tenir en compte a l'hora de seleccionar-los i implementar-los en el sistema de ventilació.
Les especificacions inclouen:
- el disseny del propi bufador;
- tipus de motor;
- Bloc de control;
- col·locació de l'impulsor i transmissió del moviment de rotació des del motor;
- angle d'ubicació de les canonades d'entrada i sortida;
- el material del qual estan fetes les parts del producte, les seves dimensions i pes.
Els experts també presten atenció al compliment dels productes amb les normes internacionals: normes ISO/IEC i GOST, marques IP, directives ATEX, etc.
La pressió de descàrrega és el valor màxim que el ventilador és capaç de crear durant el funcionament en mode nominal.
Pv =Psv +Pdv,
On: Pv - pressió total, Psv - pressió estàtica, Pdv - pressió dinàmica.
Coeficient diferencial - la diferència entre la pressió d'entrada i generada (bar).
El flux d'aire volumètric és la quantitat de mescla de gasos que es mou per unitat de temps (productivitat). Normalment es calcula en m3/h per a productors nacionals, litre/min per a estrangers.
La freqüència de rotació és el nombre de revolucions completes de l'impulsor per unitat de temps. Calculat en pcs/s o Hz. Cal recordar que el nivell de càrrega del ventilador d'aire no ha de superar el 75% del màxim.
Treballant durant molt de temps en mode de sobrecàrrega amb una velocitat de rotació alta, el ventilador es sobreescalfa i pot fallar ràpidament. Però aquest procés es pot controlar gestionant-lo a la vostra discreció. Per a què serveix? controlador de velocitat ventilador
La pressió sonora és el nivell de soroll de les peces giratòries i la fricció de l'aire entre el metall. Mesurada a una distància de 3 metres de la font quan està funcionant a càrrega màxima. Cal tenir en compte el soroll a l'hora de triar un ventilador en funcionament constant.
Un dels dispositius amb un nivell de soroll minúscul és ventilador sense pala.
L'eficiència del ventilador és el producte dels tres coeficients següents:
- pèrdues de flux d'aire;
- fuites a través dels buits de l'estructura;
- eficiència mecànica del producte.
Per als ventiladors centrífugs, l'eficiència global està entre 0,7 i 0,85, per als ventiladors axials (canal), no més de 0,95. En triar un ventilador radial, cal tenir en compte el factor de seguretat del motor elèctric d'1,2. És a dir, seleccionar la potència del motor elèctric un 20% més de la necessària.
La potència del motor del ventilador ve determinada per la fórmula:
N = (Q*P)/(102*3600*eficiència),
On: Q — productivitat (flux d'aire en volum), P - pressió generada.
Selecció del ventilador segons requisits
El procés de selecció d'equips de ventilació per a una instal·lació industrial (taller, hangar) és un procés força interessant i complex que ha de fer un especialista. Característiques de la ventilació de les naus industrials en detall revisat aquí.
Ja hi ha solucions preparades per a apartaments normals i cases privades. En el cas general (per a un apartament de 2-3 habitacions) tenim la següent arquitectura del sistema de ventilació:
- els ventiladors s'instal·len a les sales d'estar, el nombre dels quals depèn de la mida del local i del nombre de residents;
- els difusors d'escapament s'integren a la cuina i al bany a més de col·locats conductes d'aire a la unitat de tractament d'aire.
Un ventilador centrífug inclou una unitat de control, un sistema de filtre per a la purificació d'aire, un motor elèctric i el propi ventilador radial.
El mercat actual d'equips de ventilació està representat per una àmplia gamma d'empreses de fabricació estrangera: Systemair, Soler&Palau, OSTBERG, Rosenberg, HELIOS, Maico, Ruck Ventilatoren GmbH, AeroStar, Blauberg, Elicent, Rhoss, Frapol, CMT CLIMA, HygroMatik GmbH, Winterwarm, Tecnair LV, AERIAL GmbH, MITA.
Els productes d'aquestes empreses seran una solució excel·lent per a problemes de ventilació de qualsevol escala.
Les marques nacionals Vents, Elkom, Domovent i Veza no els són inferiors en la qualitat de la producció i la fiabilitat dels equips. Si teniu qualsevol dubte sobre l'exactitud dels càlculs realitzats o l'elecció d'un model concret, us recomanem que us poseu en contacte amb el servei d'assistència de qualsevol de les empreses.
Si sou propietari d'un edifici privat d'1 o 2 plantes, edifici industrial o comercial d'una zona similar (restaurant, magatzem, menjador, cafeteria, oficina), a l'hora d'escollir l'equipament, heu de tenir en compte el volum del local, el taxa de canvi d'aire, la longitud i la secció transversal de les canonades principals.
Assegureu-vos de prestar atenció a la funcionalitat addicional dels ventiladors centrífugs i a la possibilitat d'integració en una varietat de sistemes d'aire condicionat.
Així, els bufadors radials es poden equipar amb components auxiliars:
- temporitzadors ajustables i interruptors d'interval, sensors fotogràfics i detectors d'humitat;
- controladors de velocitat i indicadors d'estat;
- sensors de sobrecàrrega del motor elèctric i manca d'alimentació elèctrica;
- amortidors de vibracions de molla o aïlladors de vibracions de goma.
Si el ventilador es col·loca dins d'un apartament o casa, es pot cobrir amb un panell decoratiu frontal desmuntable d'alumini o plàstic, tenint en compte l'interior de l'habitació.
Per a molts usuaris, un criteri important a l'hora d'escollir un ventilador és el nivell de soroll. Busques un ventilador tranquil per al teu bany? Us recomanem que us familiaritzeu amb la qualificació ventiladors silenciosos.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
En el següent vídeo, els especialistes d'Elcom parlen clarament dels ventiladors centrífugs:
A continuació es mostra un exemple excel·lent d'instal·lació d'un ventilador domèstic al bany:
Una altra opció per instal·lar un ventilador domèstic de baixa potència a un apartament:
El clàssic ventilador centrífug és el resultat de molts anys d'experiència en el disseny i producció d'equips de ventilació. Aquesta no només és una solució excel·lent per a la indústria, sinó també una eina de transport aeri òptima per a locals residencials i d'oficines.
Estàs pensant a comprar un ventilador centrífug? O heu notat una discrepància en el material desmuntat? Fes les teves preguntes i aclareix aspectes tecnològics a l'apartat de comentaris.
O potser ja heu instal·lat aquest ventilador al bany? Estàs satisfet amb la seva feina? Heu triat la potència correcta del dispositiu per a la vostra habitació? Envia una foto del teu fan i deixa els teus comentaris.
