Канальные вентиляторы: принцип работы и области применения

Вентиляторы имеют очень долгую историю и с появлением электрических двигателей появилась возможность их использования для создания механических систем вентиляции. В 19 веке с развитием инженерного дела появились первые механические вентиляторы, их приводили в действие паровые и газовые двигатели, а в начале 20 века в наш быт приходят электрические вентиляторы, ставшие популярными и по сей день.

В современном промышленном производстве как правило используются круглые канальные вентиляторы. Принцип действия прост: потоки воздуха перемещаются в канале с помощью вентилятора, в котором вращаются колеса с лопастями. Таким образом происходит втягивание воздушных масс и вывод их в атмосферу. Отсюда и название – канальный вентилятор.

Эффективность, простота установки и обслуживания сделали канальные вентиляторы популярными решениями в системах воздухообмена.

Основные компоненты

Основные компоненты канального вентилятора включают корпус, двигатель и рабочее колесо.

Корпус

Корпус вентилятора может быть выполнен из разных материалов, но, как правило, это металл или пластик. Металлические вентиляторы отличаются прочностью и способностью выдерживать высокие температуры:

Например Эра MARS GDF 

Пластиковые – легкостью, устойчивостью к коррозии и «относительной бесшумностью».

Например Эра CYCLONE и Эра TYPHOON

Кроме того, использование полипропилена в корпусах вентилятора повышает уровень безопасности и продлевает срок службы.

Среди современных моделей есть те, которые имеют внутреннюю шумоизоляцию: в корпусе создана перфорация, пропускающая звуковые волны и направляющая их под определенным углом на слой шумопоглощающего материала, что обеспечивает затухание звука в широком диапазоне частот.

Например Soler & Palau TD Silent 

Рабочее колесо

Оно представляет собой устройство, состоящее из серии лопастей, вращающихся вокруг центральной оси. Двигатель приводит в движение рабочее колесо, которое создает центробежное давление, что заставляет воздух двигаться через вентилятор. Количество лопастей, форма и размер рабочего колеса могут быть разными в зависимости от требований к мощности, уровню шума и  эффективности.

Двигатель

Это главный компонент в вентиляторе, который может быть асинхронным или ЕС-двигателем нового поколения.

• Асинхронные двигатели – это самый популярный тип двигателей, используемых в вентиляторах. Принцип работы заключается в использовании магнитного поля для создания вращательного движения, передающегося затем на лопасти вентилятора.
• ЕС-двигатели — это более новая технология, в которой используют постоянные магниты и электронную коммутацию для достижения высокой эффективности и точного управления скоростью. Эти двигатели более энергоэффективные, тихие, мощные и долговечные.

Регулирование производительности

Эффективность канальных вентиляторов зависит от точной регулировки их производительности. Например, вентиляторы с асинхронными двигателями могут регулироваться с помощью тиристорных регуляторов или трансформаторов. Вентиляторы с ЕС-двигателями используют регуляторы скорости или контроллеры с аналоговым выходом 0-10 В.

Асинхронные модели

Регулирование в таких моделях возможно производить плавно - с помощью тиристорных регуляторов или ступенчато - с помощью переключателя скоростей/трансформатора.

В тиристорном регуляторе используются тиристоры для контроля электрической энергии, подаваемой на двигатель. Они позволяют плавно изменять скорость вращения двигателя, регулируя напряжение и частоту тока.

Например, как в регуляторе скорости Эра РС-В 2,5 А

В ступенчатом регулировании тип регулировки зависит от типа двигателя. Существуют модели, оборудованные многоскоростным двигателем. Обычно они имеют 2 или 3 стандартных скорости. Переключатели используются для включения/выключения отдельных обмоток двигателя, что позволяет изменять скорость вращения.

Например, как в регуляторе  S&P Regul-2

Модели с ЕС-двигателями

Для данных вентиляторов используются регуляторы скорости или контроллеры с аналоговым выходом 0-10 В.

Эти системы регулирования точно настраивают обороты рабочего колеса в диапазоне от 0 до 100% максимальной мощности, что обеспечивает оптимальный режим работы в зависимости от конкретных условий эксплуатации.

В случае, если используется много вентиляторов, то существует возможность их объединения в одну сеть управления, в том числе с контролем и администрированием через сеть Интернет.

На дисплее компьютера видны все параметры системы, при необходимости можно установить индивидуальный режим работы для каждого вентилятора в сети. Это оптимизирует работу отдельного устройства, а также позволяет эффективно использовать ресурсы всей системы вентиляции.

Использование 

Канальные вентиляторы нашли свое применение в различных областях: прежде всего в промышленности, а также в коммерческих и жилых помещениях. В промышленности они являются основными для вентиляции помещений, температурного контроля и контроля влажности, а также для нейтрализации вредных испарений или газов.

В коммерческих помещениях вентиляторы, регулируя температуру и влажность, создают комфорт, уменьшая риск распространения микроорганизмов.

В жилых помещениях они обеспечивают вентиляцию и кондиционирование воздуха, удаление влаги, нежелательных запахов (это особенно важно в ванных комнатах и кухнях).

В системах вентиляции канальный вентилятор применяется для перемещения воздуха в составе приточной или вытяжной вентиляции. Так, в приточной вентиляции он подает свежий воздух в помещение, в вытяжной - удаляет загрязненный воздух.

Состав приточной системы вентиляции

1. Канальный вентилятор
2. Воздушный фильтр
3. Теплообменник
4. Клапаны для перекрытия потока воздуха
5. Датчики температуры
6. Система управления (контроллер)
7. Каналы для воздуха
8. Дроссель-клапаны регулирования количества воздуха через решетки
9. Решетки распределения воздуха.

Состав вытяжной системы

1. Канальный вентилятор
2. Клапан для перекрытия потока воздуха
3. Система запуска
4. Воздуховоды для удаления воздуха
5. Дроссель-клапаны регулирования количества воздуха через решетки
6. Вентиляционные решетки распределения воздуха.

Как подобрать канальные вентиляторы?

Существуют основные параметры выбора канального вентилятора:

1. Производительность (объем воздуха) измеряется в кубических метрах в час (м³/ч) или в кубических футах в минуту (CFM). Выберите модель, которая может обеспечить достаточный объем воздуха для вашего помещения.

Для определения этого параметра объем помещения (длина x ширина x высота) умножают на кратность воздухообмена в час.

Также необходимо произвести расчет по количеству людей, проживающих в помещении. Так, для одного человека необходимая подача воздуха - 30 м³/час.

Из двух этих значений (по кратности и количеству людей) выбирается большее.

Для вашего удобства мы создали онлайн-калькулятор.

Он рассчитает приблизительное значение, которое может служить ориентиром для вашей задачи. Точное значение может отличаться в зависимости от ваших конкретных условий.

Онлайн расчет воздухообмена в помещении 

2. Статическое давление - это сила, с которой вентилятор перемещает воздух через вентиляционные каналы и другие элементы системы воздухообмена. Обычно измеряется в Паскалях (Pa). Рассчитать статическое давление можно вручную, но это сложно, т.к. необходимо понимание физики воздушных потоков, измерение нескольких параметров вентиляционной системы, а также использование специализированных формул.

Многие специалисты используют специализированные программы для расчета статического давления. Кроме того, может потребоваться консультация с инженерами вентиляции.

3. Уровень шума – чем мощнее модель, тем может быть больше шума. Если это важно, то необходимо выбрать устройство с низким уровнем шума - с шумоизолированным корпусом.
4. Энергоэффективность – этот параметр важен, т.к. вентиляция часто работает в течение суток без перерыва, важно выбрать модель, использующую минимальное количество энергии.
5. Цена и качество – необходимо ориентироваться не только на цену, но и на качество, поскольку высококачественный вентилятор прослужит дольше и обеспечит бесперебойную работу.
6. Температурный режим. Необходимо обратить внимание на соответствие возможностей температурного режима вентилятора окружающей среде, в которой она будет работать. Это важно, если использование планируется в жарких или холодных условиях.
7. Сервис и поддержка – перед покупкой нужно проверить, есть ли у производителя служба поддержки и гарантийное обслуживание, наличие запасных частей.
8. Материал корпуса и крыльчатки – необходимо детально изучить условия эксплуатации, т.к. этот параметр выбора важен, если вентилятор планируется устанавливать во влажных помещениях (ванная комната, кухня) или необходимо легкое устройство. Стальные вентиляторы прочны, но они могут быть тяжелыми и подвергаться коррозии.

Перед покупкой рекомендуем получить консультацию специалиста по вентиляции, чтобы сделать правильный выбор вентилятора.

Рекомендации по использованию

Важными аспектами системы воздухообмена являются безопасность и регулярное обслуживание.

1. Необходима правильная установка и заземление, а также использование моделей с защитными характеристиками в условиях влажности, высокой температуры или с высокими показателями шумопоглащения, если это важный критерий вашей задачи.
2. Требуется регулярная проверка оборудования на загрязнение или повреждение, что способствует безопасности, повышает производительность и долговечность устройства. При обслуживании необходима проверка состояния лопастей, двигателя, кабелей, электрических соединений. При обнаружении износа или повреждения следует незамедлительно обратиться к специалисту.