Тепловое и климатическое оборудование, системы вентиляции и отопления
+375 (17) 256-94-92
+375 (17) 204-53-45
+375 (17) 204-10-44
+375 (44) 530-10-98
+375 (29) 374-65-07

оборудование станки отопление
Главная страница О компании Цены Контакты Новости Отправить сообщение

Особенности канальных вентиляторов. Какие есть типы канальных вентиляторов?



Особенности канальных вентиляторов. Какие есть типы канальных вентиляторов?
Особенности канальных вентиляторов. Какие есть типы канальных вентиляторов?

Сегодня на российском рынке вентиляторов достаточно много предложений канальных вентиляторов как от российских, так и от иностранных производителей. Каждая разновидность канальных вентиляторов обладает своими достоинствами и недостатками и, соответственно, характерными областями применения. Как быть проектировщику или рядовому потребителю, какой тип вентилятора выбрать, какие особенности имеет каждый тип вентиляторов и как их учитывать при выборе того или иного типа вентилятора для конкретных условий эксплуатации? Поможем потребителю разобраться в этих вопросах.

Рис. 1.
Рис. 1.

На английском языке канальные вентиляторы называются in-line fan, что можно перевести как вентилятор, не изменяющий направления движения воздуха, встраиваемый в линию, или duct fan, т.е. канальный вентилятор. Необходимо отметить, канальные вентиляторы не являются некой новинкой в России, исследования и разработки по ним велись давно. В научной литературе такого типа вентиляторы именуются прямоточными радиальными вентиляторами. Научно-исследовательские работы по этим вентиляторам были вызваны определенными ограничениями в компоновочных решениях, которые имеют место при использовании радиальных вентиляторов со спиральными корпусами.

Рис. 2.
Рис. 2.

Основной задачей при разработке новых аэродинамических схем прямоточных радиальных вентиляторов было сохранение высокого КПД и коэффициента давления, свойственных радиальным вентиляторам со спиральным корпусом [1]. Это приводило к усложнению конструкции, т.к. для получения высокой эффективности за колесом необходимо было устанавливать сложные спрямляющие аппараты.

Рис. 3.
Рис. 3.

Как альтернатива, использовались различного рода безлопаточные диффузоры, что вызывало увеличение размеров и, соответственно, стоимости вентиляторов. Западные фирмы пошли по более простому пути — разумное снижение эффективности вентилятора компенсировалось технологичностью для обеспечения массового производства и улучшением компоновочных возможностей для потребителя.
.
.

Рис. 4.
Рис. 4.

Изначально канальные радиальные вентиляторы не предназначались для использования в качестве самостоятельных агрегатов, а использовались как вентиляторы-доводчики, встраиваемые в воздуховоды (вентиляционные системы). Поэтому и корпуса вентиляторов имеют присоединительные патрубки или фланцы под стандартные сечения круглых или же прямоугольных воздуховодов.
В дальнейшем, после удачного опыта использования канальных вентиляторов и очевидных преимуществ в компоновке, ихразвитие шло в направлении разработки вентилятора как самостоятельного изделия, что впоследствии привело к появлению, в частности, канальных вентиляторов в квадратных корпусах. В настоящее время канальные вентиляторы на российском рынке представляют крупнейшие европейские фирмыпроизводители, такие как SYSTEMAIR [2], OSTBERG [3], ROSENBERG [4], VENT-AXIA [5], KORF [6].
.

Рис. 5.

В последние годы канальные вентиляторы начали производить ряд российских предприятий, например,
«ЛотВентСервис» [7],
«Лиссант» [8],
«КлиматВентМаш» [9],
BB Consulting [10],
«Инновент» [11].

В большинстве случаев это сборка прямых аналогов западных вентиляторов, но некоторые российские предприятия производят вентиляторы собственных оригинальных разработок, например, «Инновент», «КлиматВентМаш».
И, как это обычно имеет место, появились производители, которые стали выпускать плохие копии канальных вентиляторов российских разработок. Как правило, в каталогах западных производителей канальные вентиляторы классифицируются по типу воздуховодов, а именно, вентиляторы «для круглых», «прямоугольных» или «квадратных» воздуховодов.
К чему приводит такой упрощенный подход, видно на простом примере: если к вентилятору для «прямоугольного воздуховода» пристыковать переходник (адаптер) для круглого воздуховода, то вентилятор формально превращается в вентилятор для «круглых воздуховодов», хотя имеет корпус, разработанный для прямоугольных воздуховодов. Мы предлагаем свою классификацию канальных вентиляторов, которая приведена на рис. 1.
.
.

Рис. 6.
Рис. 5.

Основой классификации является ряд отличительных конструктивных признаков, наиболее существенно влияющих на аэродинамические характеристики вентиляторов. Оговорим сразу же, что термин «канальные радиальные вентиляторы» мы относим только к вентиляторам, у которых течение в колесе радиальное, причем на входе и выходе из вентилятора направления течения совпадают, и которые имеют входные и выходные фланцы или патрубки для присоединения к воздуховоду. При этом ось вращения колеса может быть расположена произвольно относительно оси канала (воздуховода). Таким образом, под понятие «канальные радиальные вентиляторы» не подходят: крышные вентиляторы с факельным выбросом (не имеют выходного присоединительного фланца), осевые и диаметральные (прямоточные) вентиляторы, т.к. течение в них не является радиальным.

Рис. 6.
Рис. 7.


Далее, мы опускаем слово радиальные и именуем их «канальными вентиляторами». Основное конструктивное отличие канальных вентиляторов заключается в устройстве, снижающем закрутку потока на выходе из радиального колеса, т.е. в наличии спрямляющего аппарата или спирального корпуса. По этому признаку вентиляторы делятся на две большие группы: канальные вентиляторы со спрямляющим аппаратом (прямоточные) и канальные вентиляторы со спиральным корпусом.
.
.
.
.
.

Рис. 8.
Рис. 7.

К первой группе относятся вентиляторы с круглыми, квадратными или прямоугольными корпусами, течение в которых схематично изображено на рис. 2. Отличительной чертой этих вентиляторов является то, что ось вращения (ОВ) колеса (К) расположена параллельно направлению потока во входном/выходном воздуховоде. В дальнейшем эту группу канальных вентиляторов будем называть прямоточными радиальными вентиляторами или прямоточными канальными вентиляторами.

Рис. 9.
Рис. 8. Прямоточные канальные вентиляторы всегда имеют в том или ином виде спрямляющий аппарат (СА); у вентиляторов с круглым корпусом это специальные стойки крепления электродвигателя, а у вентилятора с квадратным (прямоугольным) корпусом роль спрямляющего аппарата выполняют углы корпуса и стойки крепления электродвигателя. В группу прямоточных канальных вентиляторов входят вентиляторы с круглым корпусом (тип 1.1) и вентиляторы с квадратным/ прямоугольным корпусом (тип 1.2).

Вентиляторы второй группы, т.е. канальные вентиляторы со спиральным корпусом схематично изображены на рис. 3. Отличительной чертой этих вентиляторов является то, что ось вращения (ОВ) колеса расположена перпендикулярно направлению потока во входном/выходном воздуховоде. В эту группу входят вентиляторы с прямоугольными корпусами, так называемые «положенные на бок колеса» (тип 2.1) и вентиляторы со спиральными корпусами, но установленные в боксы/ящики (тип 2.2).

Вентиляторы второй группы всегда имеют в том или ином виде спиральный корпус (СК; или его упрощенный элемент) для организации выхода потока. Вентиляторы второй группы, строго говоря, не являются канальными вентиляторами, хотя и попадают под признаки канальных вентиляторов. Мы умышленно называем эту группу канальными вентиляторами со спиральным корпусом, чтобы показать, что это те же радиальные вентиляторы, но несколько видоизмененные.

Рис. 10.
Рис. 9.
Например, вентиляторы «с положенными на бок колесами» (тип 2.1, рис. 3, а) — это вентиляторы с входным коробом, который выродился в некую узкую полость на входе и с элементом спирали на выходе. Канальные вентиляторы со спиральным корпусом установленные в бокс (тип 2.2, рис. 3, б), как и следует из названия, являются обычными радиальными вентиляторами, но имеют видоизмененный входной короб, который принял форму объемлющего вентилятор бокса.
.
.

Рис. 11.
Рис. 10.

Следующее отличие, которое наблюдается внутри каждой из двух групп вентиляторов — это типы используемых колес. Исходя из различий аэродинамических характеристик, принято разделять радиальные колеса на две группы: с назад загнутыми лопатками и вперед загнутыми лопатками. Первые имеют максимальные коэффициенты производительности примерно до 0,4–0,42 и коэффициенты полного давления — до 0,7–1.

У вентиляторов с такими колесами разница между статическим и полным давлениями обычно невелика и они имеют достаточно большие КПД. Вентиляторы с колесами с вперед загнутыми лопатками имеют максимальные коэффициенты производительности — примерно до 0,8 и коэффициенты давления до 2,5–3. Рабочие колеса с загнутыми вперед лопатками имеют очень большие скорости закручивания потока на выходе и поэтому используются только со спиральным корпусом. Аэродинамический КПД таких вентиляторов несколько меньше, чем у аналогичных вентиляторов с загнутыми назад лопатками, но они позволяют получить требуемые параметры в рабочей точке при меньших габаритах или меньшей частоте вращения, что в ряде случаев бывает решающим.
.

Рис. 12.

Рис. 11.

Однако, из-за большой скорости потока на выходе из вентилятора, у них динамическое давление (подсчитанное по скорости в выходном сечении спирального корпуса) составляет большую долю в полном давлении, чем у вентиляторов с назад загнутыми лопатками. В ряде случаев использования колес с вперед загнутыми лопатками в канальных вентиляторах динамическое давление полностью теряется, что снижает эффективность вентиляторов.
.
.

Рис. 13.
Рис. 12.

В прямоточных канальных вентиляторах, как правило, используются колеса с назад загнутыми лопатками (хотя есть один представитель с вперед загнутыми лопатками), и конструктивно вентиляторы отличаются в зависимости от разновидности используемых колес: обычные радиальные или диагональные колеса. Вентиляторы с круглым корпусом и с диагональными колесами (1.1.B.D) в свою очередь могут иметь корпуса с поджатием потока (1.1.B.D1) и без такового (1.1.B.D2), что также приводит к некоторому различию в аэродинамических характеристиках.
..
.
Рис. 14.
Рис. 13.

В канальных вентиляторах со спиральным корпусом используются колеса как вперед, так и с назад загнутыми лопатками. Вентиляторы с прямоугольным корпусом (положенные на бок колеса 2.1) выпускаются с назад (2.1.B) и вперед загнутыми лопатками (2.1.F). Вентиляторы с назад загнутыми лопатками (2.1.B) могут иметь как развитый спиральный корпус, так и упрощенный (три стенки на выходе), но мы не разделяем эти типы вентиляторов, т.к. не обнаружили существенных различий в аэродинамических характеристиках. .
.
.

Рис. 15.
Рис. 14.

Вентиляторы в боксе (2.2) с вперед загнутыми лопатками (2.2.F) имеют несколько исполнений: колеса одностороннего (2.2.F.SS), двустороннего (2.2.F.DS) всасывания. В этой группе существуют также сдвоенные вентиляторы, вентиляторы с несколькими входами, которые мы не включили в классификацию, т.к. они образованы за счет простого увеличения числа функциональных элементов. Переходя к анализу аэродинамических характеристик и конструктивных отличий канальных вентиляторов, рассмотрим некоторые особенности используемых электродвигателей, которые в известной мере влияют на их аэродинамические характеристики.

Рис. 16.
Рис. 15.

Обычно в канальных вентиляторах западных производителей используются встроенные в колеса электродвигатели с внешним ротором и повышенным скольжением. Размещение электродвигателя с внешним ротором внутри колеса конструктивно обосновано только для канальных вентиляторов со спиральным корпусом — в прямоугольном корпусе (2.1) и боксе (2.2), т.е. в тех случаях, когда необходимо иметь минимальную высоту вентиляторов.

У прямоточных канальных вентиляторов установка электродвигателя внутри колеса влияет только на длину вентилятора, что в большинстве случаев не является определяющим. Например, разница в длине корпуса вентилятора в 50–100 мм, установленного в воздуховод длиной 10 м, не является принципиальной. Использование же электродвигателей с внешним ротором имеет ряд особенностей.

Во-первых, загромождение колеса вентиляторавсегда приводит к ухудшению его аэродинамических характеристик, в большей мере это относится к вентиляторам с вперед загнутыми лопатками, в меньшей мере — назад. Во-вторых, мощность этих двигателей, как правило, меньше максимальной потребляемой колесом мощности, о чем свидетельствует значительная разница между номинальной (паспортной) и синхронной частотами вращения.
.
.
.

Рис. 17.
Рис. 16.

При увеличении нагрузки (например, увеличении производительности вентиляторов) такие электродвигатели снижают обороты. Это приводит к тому, что характеристика вентилятора, как правило, является крутопадающей, а при отрицательных температурах аэродинамическую характеристику вентилятора трудно предсказать. Принято считать, что достоинством таких электродвигателей является то, что при перегрузке они не сгорают, т.к. встроенное термореле отключает электродвигатель. Но следует помнить, что при этом вентилятор и, следовательно, вентсистема не работает, вплоть до понижения температуры обмоток за счет естественной конвекции.

Рис. 17.

Табл. 1.
Табл. 1.
Табл. 2.
Табл. 2.
Табл. 3.
Табл. 3.
Табл. 4.
Табл. 4.
Преимуществом этих электродвигателей является то, что они легко регулируются в сторону снижения оборотов за счет понижения напряжения питания (например, с помощью трансформатора). Однако следует помнить, что такое регулирование менее эффективно, чем регулирование частотными преобразователями. Так, при глубоком регулировании (уменьшение производительности в 2–3 раза) трансформатором эффективность системы вентилятор + электродвигатель в той же сети уменьшается не на проценты, а в 1,5–2 раза.

В российских канальных вентиляторах оригинальных разработок используются, как правило, обычные асинхронные электродвигатели, а в копиях западных канальных вентиляторов — с внешним ротором. В отечественной практике принято, что электродвигатели должны иметь большую мощность, чем потребляет колесо для компенсации колебания сопротивления сети, обеспечения нормального запуска и работы при отрицательных температурах перемещаемого воздуха.

У электродвигателей малой мощности это превышение может достигать 1,4 раза и более. Это означает, что отечественные вентиляторы, в т.ч. и канальные, имеют более мощные электродвигатели по сравнению с импортными аналогами, что необходимо учитывать при сравнительном анализе эффективности вентиляторов. Достоинством обычных асинхронных электродвигателей, вынесенных за пределы колеса, является то, что они не ухудшают аэродинамических характеристик вентиляторов, а недостатком — невозможность регулирования частоты вращения понижением напряжения питания (требуются более дорогие частотные преобразователи).

Перейдем непосредственно к сравнению канальных вентиляторов. При анализе аэродинамических характеристик вентиляторов будем сравнивать вентиляторы, имеющие электродвигатели одинаковой мощности и, по возможности, близкие габариты. Полагаем также, что рабочий диапазон характеристики для большинства вентиляторов расположен правее 1
Поделиться


Еще новости на эту тему:
Тарифы на электрическую и тепловую энергию для населения
Защиту белорусских денег обеспечит уникальный эффект MASK
"Нацбанк в ловушке". Чем чревато ручное снижение ставок по депозитам населения и бизнеса
Уголовное дело возбуждено по факту смерти рабочего в цехе МАЗа
Системы вентиляции
Смесительный узел для системы отопления
© 2017 АбсолютКринИнвест
191439538, р/с 3012020098016 в ОАО Приорбанк, код 749
РБ, г. Минск, ул. Кальварийская, 33

Сайт работает на платформе Nestorclub.com