Typer af ventilatorer: klassificering, formål og funktionsprincip

Ventilatoren er grundlaget for ethvert kunstigt ventilationssystem. Apparatet bruges bredt i hjemmet og er uundværligt i mange områder af menneskelig aktivitet. Når du planlægger at købe ventilationsudstyr, er det nødvendigt at forstå dets specifikke opbygning og funktion.

I den forelagte artikel beskrives ventilatortyper, deres konstruktionsmæssige træk, funktionsprincipper og formålet med hver enhed i detaljer. Vi fortæller dig om de prioriterede retninger for valg af en passende model. Hos os lærer du, hvordan man vælger en enhed afhængigt af driftsforholdene.

Klassifikation af ventilatorer efter hovedparametre

Ventilatorer er mekaniske apparater beregnet til at flytte, tilføre eller udsuge luft- og gasmasser. Luftcirkulationen sker på grund af trykforskellen mellem indgangs- og udgangskanalen i ventilationsanlægget.

Ventilatorer anvendes overalt. Apparaterne er uundværlige ved etablering af til- og udsugningsventilationskompleks i en bygning, afblæsning af arbejdselementer i airconditionanlæg og varmeapparater.

Ventilatorer er beregnet til at arbejde med gasser, hvis kompressionsgrad ikke overstiger 1,15. Trykforskellen mellem indgang/udgang er begrænset til 15 kPa – ved en højere værdi anvendes en kompressor.

Generel klassifikation af ventilationsanlæg baseres på forskellige parametre.

Blandt de vigtigste kriterier for graduering kan nævnes:

• enhedens konstruktion og funktionsprincip;
• ventilatorens formål og driftsforhold;
• installationsmetode;
• metoder til tilslutning af apparatet til elmotoren;
• tekniske egenskaber: IP-beskyttelsesgrad, skabt tryk, strømforbrug, omdrejningshastighed, virkningsgrad og lydtrykniveau.

Efter konstruktionstypen skelner man mellem fem modifikationer af ventilatorer: aksiale, centrifugale, diagonale, diametrale og bladløse.

Diagonal- og diameteraggregater betragtes som varianter af de to hovedgrupper af ventilationsanlæg: aksiale og centrifugale. De nye bladløse produkter adskiller sig grundlæggende fra deres slægtninge.

Ud fra driftsforholdene skelnes der mellem følgende typer af gasblæsere:

• apparater til almindelig brug;
• ventilatorer til specielle formål.

Den første gruppe omfatter aggregater designet til arbejde med luft- og inaktive gasstrømme, hvis temperatur ikke overstiger +50 °C. Den anden gruppe omfatter specialudstyr: varmebestandige, eksplosionssikre, støv-, korrosionsbestandige og røgsugere.

Efter monteringsmetode skelnes der mellem:

• standard – montering på en støtte;
• tagmonteret – montering på bygningens tag;
• kanal – placeres inde i ventilationskanalen;
• multizone – modeller designet til tilslutning til flere luftkanaler.

Som drivkraft for ventilationsanlægget anvendes elektromotorer.

Der er flere måder at forbinde motoren med pumpehjulet:

• direkte forbindelse;
• kilrems transmission;
• trinløs kobling.

Efter at have bestemt den passende ventilatortype, vælges modellen med optimale tekniske egenskaber.

Der tages hensyn til serviceområdet, installationssted, acceptabel støjniveau, rummets fugtighed, behovet for at beskytte apparatet mod indtrængen af fremmedlegemer.

Funktionsprincip for forskellige enhedstyper

Hovedkriteriet for valg af ventilator er dens konstruktion og funktionsprincip. Designfunktioner og tekniske detaljer bestemmer enhedens effektivitet, støjniveau, driftsøkonomi og dens anvendelighed under bestemte forhold.

Aksialaggregat – klassisk ventilator

Den aksiale (aksiale) ventilator anvendes bredt i husstandes ventilationssystemer i private huse, i badeværelsesudsugning, i komplekse udsugningsvarianter, som kølelement til forskelligt udstyr og elektronik, samt i vindtunneler og turboventilatorer inden for luftfart.

Modellernes konstruktion er kendetegnet ved enkel udførelse og små dimensioner. Hovedelementerne er et cylindrisk hus, et hjul med skovle og en drivanordning. Cylinderens indvendige diameter skal sikre uhindret rotation af arbejdshjulet. Afstanden mellem skovlene og huset begrænses til 1,5% af den roterende skovls længde.

For at reducere hydrauliske tab og forbedre aerodynamiske egenskaber tilføjes konstruktionen en opsamler, en diffusor og en strømlinjeformet kåbe på begge sider af arbejdshjulet.

Virkemåde: De roterende skovle griber fat i luften og skubber den ud langs aksen af pumpehjulet. Luftstrømmens bevægelse i radial retning er næsten fraværende. Udstyrets kapacitet reguleres ved at dreje skovlene.

Kendetegn ved aksialmodeller:

• kræver ikke meget plads til installation;
• lavt energiforbrug;
• lav støjniveau;
• enkel drift og vedligeholdelse;
• lav pris.

Fordelene ved drift og brug af aksialventilatorer har gjort dem meget populære i husholdningen. Kabinetmodeller til afkøling af elektriske apparater og bærbare aksialenheder med gitter anvendes i stor udstrækning.

For at forbedre luftudvekslingen installeres aksialventilatorer med vægpanel i vægåbninger og andre bærende konstruktioner. Apparaterne kan fungere i to tilstande: indsugning og trykforøgning af luft.

Centrifugalmodel – styrke og høj effekt

Centrifugale (radiale) ventilatorer er meget effektive – enhederne kan generere høje tryk og anvendes under krævende forhold. Udstyrets konstruktion omfatter følgende elementer.

Hus. Diffusorhuset er fremstillet af plademetal, nittet eller svejset. Det hule hus har en spiralformet snegleform, og konstruktionen inkluderer indsugnings- og udblæsningsstudser. For at give stivhed forstærkes huset med ribber eller tværgående bånd.

Ovenfra lukkes 'sneglen' med en ekstra kasse eller beklædes med lydabsorberende paneler. Dette er nødvendigt for at reducere støjen under ventilationens drift.

Arbejdshjul. Skovlrotoren består af to skiver, skovle og en nav.

Hjulets konstruktion bestemmer ventilatorernes brugsbetingelser:

• skiveløse – transport af strømme med faste bestanddele;
• enkelskive – bevægelse af luft med lavt indhold af faste fraktioner;
• dobbelskive – cirkulation af ren luft i forskellige trykintervaller;
• treskive – sikring af dobbeltsidet indsugning.

Hjulets fastgørelse til akslen sker via nav. Skovlene fastgøres til skiverne og nav.

Skovle. Arbejdsegenskaberne og enhedens samlede effektivitet afhænger i høj grad af skovlenes form:

• aerodynamisk vinge – sikrer lydløs drift, god ydeevne, enhedens modstandsdygtighed over for høje temperaturer;
• bagudbøjede – forhindrer støvophobning inde i ventilatoren, velegnede til drift i miljøer med højt tryk;
• fremadbøjede – ventilatorer med 'forreste' ribber er designet til at arbejde med store luftmængder og højt tryk, og de er kendetegnet ved modstandsdygtighed over for erosion;
• radiale – kompakte enheder med middel effektivitet, rotorstyringene behandles med en beskyttende belægning mod erosion.

I hjul med 'bageste' blade er forskellen mellem statisk og total tryk ikke stor, derfor er deres effektivitetsgrad høj. Arbejdseffektiviteten når op på 80%.

Fremadbøjede blade skaber en høj luftstrømhastighed ved udgangen. Enheden bevarer 60% effektivitet. Fordelen ved 'forreste' blade er at opnå de nødvendige parametre med mindre ventilatorstørrelse.

I centrifugalventilatorer kommer luften ind i aksial retning og skubbes ud i radial retning. Luftmasserne bevæger sig under påvirkning af centrifugalkræfter i et cylindrisk hus.

Hele processen kan opdeles i flere faser:

1. Når hjulet roterer, strømmer luften mellem bladrummet mod rotorens kant.
2. Som følge heraf dannes der en lavtrykszone i midten af hjulet. Dette fører til indsugning af luftmasser udefra.
3. I midten af kammeret skifter luftstrømmene retning fra aksial til radial, idet de kommer ind i rummene mellem bladene.
4. På grund af den hurtige rotation strømmer luftmasserne mod husets indervæg.
5. Den kinetiske energi omdannes delvist til kompressionsenergi, og luftens hastighed falder – inde i 'sneglen' samles en volumenluftstrøm, og der dannes overtryk.
6. Den gasformige masse strømmer mod udløbsstudsen, kommer ind i rørledningen og derefter til arbejdsområdet.

Centrifugalventilatorer anvendes i indblæsnings- og udsugningsanlæg i store rum, garager, indkøbscentre og bygninger, hvor der kræves kontinuerlig kraftig ventilation.

Radiale enheder anvendes i farlig produktion til hurtig fjernelse af forurenet luft. For eksempel i træ- eller metalforarbejdningsværksteder, i værksteder til udsugning af røg og skadelige dampe

Diagonal – kombination af aksial- og radialventilator

Den diagonale model er en syntese af to typer ventilatorer: aksial- og centrifugal. Enhedens pumpehjul har en særlig form – løbehjulets opbygning minder om tromlen i en radialventilator. Pumpehjulets blade er placeret parallelt med rotationsaksen.

Kombinationsventilatorer har et cylindrisk hus og ligner udvendigt mere aksiale modeller. Dog er arbejdsprincippet forskelligt på grund af pumpehjulets konstruktionsegenskaber. Luften bevæger sig først langs aksen og ændrer derefter retning med 45°.

På grund af centrifugaltryk øges luftstrømmens hastighed, og dermed øges ventilationseffektiviteten. Virkningsgraden for diagonalmodeller når op til 80%.

Den største fordel ved en ventilator af blandet type er at opnå kompromisværdier mellem støjegenskaber, ydeevne og enhedens dimensioner.

Oftest anvendes centrifugale-aksiale enheder som kanalventilatorer i små og mellemstore ventilationssystemer med lange luftkanaler. De bruges som udsugningsanlæg og indblæsningsanlæg i tryksystemer af indblæsningstype.

Tangential installation – jævn luftstrøm

En tangential (diameter) ventilator består af et forlænget hus udstyret med en diffusor og et rørstykke, og et tromleformet pumpehjul med skrå vinger. Der sker en dobbelt luftbevægelse vinkelret på cylinderens rotationsakse.

Huset på en diametermodel minder om skallen på en radialventilator. Forskellen er, at luftkanalen i en tangentialenhed er placeret langs sidepanelet.

Karakteristiske træk ved diameterapparater:

• høje aerodynamiske præstationer;
• evne til at levere en ensartet strøm;
• mulighed for at dreje ventilatoren og vælge retningen for luftstrømmen;
• støjsvag drift;
• høj virkningsgrad – op til 60-70%.

Anvendelsesområde: skabelse af luftgardiner, fan-coil-enheder og brug i split-systemer.

Bladløs ventilator – innovativ teknologi

Bladløse ventilatorer til hjemmet er for nylig dukket op på det indenlandske marked for ventilationssystemer. Deres funktionsprincip adskiller sig radikalt fra de ovennævnte varianter.

Den innovative enheds funktion er baseret på mediets tendens til at udligne balancen mellem tryk udenfor og inde i enheden samt på teknologien 'luftmultiplikator'.

Enhedens komponenter:

• en ramme af rund eller oval form, beregnet til at trække luft ind og ud;
• en base til fastgørelse af rammen;
• en mini-turbine monteret i ventilatorens base;
• en motor.

Den innovative ventilator fungerer efter følgende princip:

1. Når motoren tændes, bringes turbinen i gang.
2. Når den roterer, trækker turbinen luft ind gennem perforeringerne i basens hus.
3. Under påvirkning af turbulens accelererer luften 15 gange og træder ud gennem udgangsåbninger placeret langs rammens omkreds.

Luftstrømmene omgår ringens overflade og strømmer i den ønskede retning.

Takket være ventilationsapparatets aerodynamiske egenskaber trækkes luft fra siden og bagved den ringformede ramme ind i den dannede luftstrøm.

Sammenlignet med traditionelle modeller har bladløse ventilatorer en række fordele:

• jævn justering af luftstrømmens intensitet;
• komfort og absolut sikkerhed ved brug;
• ændring af luftretning ved at justere ringens position;
• arbejdseffektivitet – strømforbruget er 20% lavere sammenlignet med aksiale modeller.

Enhedens største ulemper: høj pris og højt støjniveau.

Afhængighed af driftsforhold

Ved valg af ventilator er det vigtigt at overveje brugsbetingelserne. Til brug i aggressive miljøer er der udviklet specialiserede enheder.

Aggregater til brug under normale forhold

Generelle ventilatorer er fremstillet af kulstofstål.

Enhederne kan installeres under overholdelse af de obligatoriske driftsbetingelser:

• støvindhold i luften for radiale enheder – højst 0,01 g/m³, for aksiale enheder – op til 0,01 g/m³;
• temperatur i arbejdsmiljøet – op til +50°C;
• fravær af kemisk aggressive, eksplosive komponenter, fibre og klæbrige partikler i luften.

Gas-damp-luftmiljøet må ikke fremkalde accelererede korrosionsprocesser, den tilladte metalnedbrydningshastighed er 0,1 mm om året. Hvis driftstemperaturen stiger over grænsen, forringes motorens ydeevne, som normalt er placeret i strømmen af den flyttede luftmasse.

Der findes stål-varmebestandige ventilatorer til generel brug. Maksimal temperatur for det flyttede medium er op til +200°C. Indenlandske produkter er mærket med bogstaverne 'Zh' og 'Zh2'.

Generelle modeller anvendes i luftvarmesystemer og ventilation af offentlige, bolig- og erhvervsbygninger samt til andre sanitære formål.

Ventilationsanlæg til specielle formål

Specialventilatorer opdeles normalt i fem grupper:

• støv-;
• varmebestandige;
• eksplosionssikre;
• korrosionsbestandige;
• røgudsugende.

Støvenheder bruges til at rense luftmasser for støv og snavspartikler: træ- og metalspåner, svejsningsslagge, kornaffald. Når luftstrømmen passerer gennem rørene, ændrer den retning fra aksial til radial. På grund af centrifugalkraften ændres også luftstrømmens hastighed.

Støvenheder er fremstillet af messing, kulstofstål eller rustfrit stål. Maksimal temperatur for arbejdsmiljøet er +80°C. Der findes blandede typer: støv-, eksplosionssikre og varmebestandige.

Radiale støvventilatorer med lav effekt monteres på køretøjer, der transporterer kornblandinger. Højtryksapparater anvendes i store produktionshaller.

Varmebestandige enheder er designet til at flytte luft med temperaturer over +80°C.

På grund af de krævende driftsforhold skal ventilatorerne have særlige egenskaber:

• elektromotorens varmeisolering og placering uden for luftstrømmen;
• højt beskyttelsesniveau for motoren – IP44 og derover;
• fremstilling af konstruktionselementer af varmebestandige materialer (varmebestandig polyamid, aluminiumslegering, rustfrit eller kulstofstål);
• bredt temperaturområde.

Varmebestandige ventilatorer anvendes til indretning af ventilationssystemer i bade og saunaer, bortledning af højtemperatur udsugningsluft fra pejs eller ovn, fjernelse af forbrændingsprodukter fra produktionssteder.

Varmebestandige enheder kan have aksialt eller radialt design. Oftest anvendes højtemperaturventilatorer i ventilationskanaler, men der findes modifikationer, der monteres uden kanaler.

Eksplosionssikret ventilationsudstyr er designet til at bortlede eksplosive gasblandinger. Denne kategori omfatter blandinger, hvor den mindste antændelse af en partikel antænder hele den resterende gasvolumen.

Kravene til eksplosionssikkerhed for elektrisk udstyr er reguleret af ATEX EC-direktiverne. Afhængigt af zonernes eksplosionsfare kan ventilationsanlæg beskyttes med:

• kvarts- eller oliepåfyldning af kabinetter for strømførende dele;
• forsegling med compound – polymert materiale;
• eksplosionssikre belægninger.

Materialet til fremstilling af indgangssamlere, løbehjul og hus er rustfrit stål, aluminiumslegeringer og grupper af forskellige materialer: rustfrit stål-messing, bronze, elektrisk ledende plast.

Forskellige materialer kombineres på en sådan måde, at der ikke kan opstå en gnist ved stød eller gnidning mod hinanden.

Korrosionsbestandige ventilatorer er designet til transport af aggressive, ikke-eksplosive luft-gasblandinger med et lavt støvindhold samt fravær af fibrøse og klæbrige komponenter.

Fremstillingsmaterialer til enhedens dele: titanlegeringer, polypropylen, vinylplast. Alternativt kan arbejdselementerne påføres en antikorrosiv belægning – korrosionsbestandigt stål af kvalitet 08X13 eller titanlegering.

Anvendelsesområde for 'rustbeskyttende' ventilatorer:

• jernmetallurgi;
• produktionslinjer for mineralsk gødning;
• kulstofproduktion;
• lufttilførsel til kedler med kogende blanding;
• organisering af cirkulation af vanddamp med urenheder af fenol, alkali og svovlbrinte;
• linjer på koks-kemiske anlæg.

Røgudsugningsventilatorer er kraftige brandsikre enheder, der indbygges i bygningens ventilationssystem og arbejder på at blæse røg ud af rummet. Der stilles høje tekniske krav til enhederne.

I tilfælde af brand skal ventilatoren fungere uafbrudt i 2 timer ved en udblæsningslufttemperatur på op til +400°C. Hvis temperaturen stiger til +600°C, skal den fungere i op til 1 time.

Anvendelsesområde: røgventilationssystemer i bygninger med forskellige formål. "Røgsugere" monteres på bygningens tag med en monteringsflange og tilsluttes røgudsugningskanaler.

Afhængigt af ventilatorens konstruktion kan der ske to- eller firesidet røgudblæsning i vandret eller lodret retning. Der er mulighed for, at enhederne kan fungere i husets almindelige ventilationssystem.

Ventilatortyper efter monteringsmetode

Som nævnt ovenfor er ventilationsenheder opdelt i 4 grupper efter monteringsmetode: standard, tagmonterede, kanalmonterede og multizone.

Almindelige ventilatorer leveres normalt med en støtteramme eller holder. Deres montering giver ingen problemer.

Tagmonterede enheder installeres på bygningens tag og er det sidste led i bygningens ventilationssystem. Sådanne ventilatorer udsættes for negative ydre faktorer (regn, sne, vindstød) og er derfor fremstillet af særligt holdbare materialer. Næsten alle modeller er udstyret med en beskyttelseskegle, der forhindrer tilstopning af huset.

Tagventilatorer fungerer efter aksialt eller centrifugalt princip. Den første type bruges oftest til normale miljøer, den anden til støvede og aggressive miljøer.

Ved valg af tagventilator tages der hensyn til det specifikke rum. F.eks. vælges en model med lav støjniveau til børnehave, hospital eller skole. For en produktionshal vil udstyrets effekt være prioritet.

Kanalventilationsenheder placeres i ventilationskanaler og udfører udsugning og indblæsning af luft gennem et system af luftkanaler. Konstruktionen af kanalventilatorer er normalt af diagonal eller radial type, sjældnere aksial.

Valget af enhed sker i forhold til luftkanalens form. Der fremstilles enheder til runde, firkantede og rektangulære kanaler.

Kanalventilatorer med rektangulær eller firkantet form fremstilles af metal, runde af plast. Metalkappen er slidstærk og holdbar, mens plastkappen er mindre støjende.

Multizone ventilationsenheder er udstyret med et hus, der muliggør tilslutning af flere indsugningskanaler, der kommer fra forskellige zoner. Sådanne ventilatorer er uundværlige i rum, hvor der er behov for udsugning i flere rum, men kun én aftrækskanal.

Flerekanalsaggregater muliggør optimering af kanalsystemet, reduktion af kapitalomkostninger og arbejdsbyrde ved installation af husets ventilationssystem

En ekstra fordel er forenklet drift. Man skal kun servicere én ventilator i stedet for flere.

Forskellige typer af husstandsventilationsmodeller

Boligventilatorer klassificeres yderligere efter installationssted.

Vinduesventilatorer. Apparatet monteres i et vindue eller væg nær vinduet, uden kanal. Sådant udstyr anvendes primært i offentlige lokaler: caféer, frisørsaloner osv. Indbygning i eksisterende PVC-vinduer er problematisk.

Vinduesventilatorer fremstilles med rund og kvadratisk profil. Nogle modeller har en tilbageslagsventil, der forhindrer støv i at trænge ind i boligen.

Køkkenventilatorer. De fjerner dampe og forskellige lugte, der opstår under madlavning. Ventilatoren monteres direkte i emhætten. Afhængigt af konstruktionen skelner man mellem flade, kuppelformede og indbyggede emhætter. Køkkenventilatorer skal være varmebestandige og have et eksternt beskyttelsesnet.

Udstyr til badeværelse. For at øge effektiviteten af udsugningsventilationen på toilet og badeværelse anvendes påmonterede væg- og loftventilatorer. Kompakte aggregater er økonomiske og nemme at installere.

Den indre del af huset placeres i ventilationskanalen, og den ydre del rager ud og dækkes af en ventilationsrist. På badeværelset er det hensigtsmæssigt at bruge en ventilator med hydrosensor.

Uanset hvilken type ventilator du vælger, skal du være særlig opmærksom på apparatets mærkning, nemlig IP-beskyttelsesgraden. IP-standarden angiver udstyrets beskyttelse i et ikke-aggressivt miljø.

Det første tal har en værdi i området 0-6 og angiver beskyttelsesniveauet mod indtrængning af fremmedlegemer, støv og berøring med hænder.

Beskyttelsesniveauet mod fugt, der trænger ind i huset, angives af det andet tal i mærkningen.

Der er stor sandsynlighed for vandindtrængning i apparater med værdien '0'. De må kun installeres i 'tørre' rum. Den højeste beskyttelsesgrad '8' sikrer ventilatorens holdbarhed ved fuld nedsænkning i vand.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Video #1. Virkemåde og konkurrencefordele ved den vingeløse ventilator:

Video #2. Centrifugalventilator VTsUNs opbygning:

Video #3. Konstruktion af den runde kanalventilator:

Ventilatorernes modeller og tekniske driftskarakteristika gør det muligt at vælge det optimale udstyr, både til husholdnings- og industrianvendelse. Ventilationsaggregaternes konstruktioner forbedres konstant for at tilpasse sig kundernes behov.

Har du fået spørgsmål under læsningen af artiklen? Ønsker du at rapportere nyttige nuancer ved valg af udstyr? Skriv venligst kommentarer i boksen nedenfor.