7. Устройствадляперемещениявоздуха

В системах кондиционирования воздух перемещается под напором, создаваемым вентилятором. В настоящее время, применяемые в системах кондиционирования воздуха вентиляторы, разделяются по принципу дейст- вия на центробежные (радиальные), осевые (аксиальные) и диаметральные(тангенциальные).

1. Центробежные(радиальные)вентиляторы

Центробежные (радиальные) вентиляторы являются самыми распрост- ранѐнными в центральных системах кондиционирования. Вентилятор состоит

из спирального кожуха и рабочего колеса с лопатками. Общий вид центро- бежного вентилятора показан на рисунке 12.52.

При вращении рабочего колеса воздух по оси попадает в каналы между его лопатками и вытесняется ими к периферии колеса. Под действием центробежных сил инерции воздух отбрасывается в спиральный кожух и далее направляется в нагнетательное отверстие.

Рисунок 12.52 – Общий вид центробежного вентилятора Аэродинамическаясхемацентробежноговентиляторапредставленана

рисунке12.53.

1–переднийдиск;2–входное(всасывающее)отверстие;3 –заднийдиск;4–вал; 5 – ступица; 6 – рабочее колесо с лопатками; 7 – спиральный кожух;

8–выходное(нагнетательное)отверстие

Рисунок 12.53 – Аэродинамическая схема центробежного вентилятора Изготавливаютсявентиляторыодностороннегоидвухстороннеговса-

сывания,правогоилевоговращения. Соединениевалавентиляторасэлектро- двигателем может быть непосредственное через эластичную муфту или с помощью ременной передачи.

Центробежные вентиляторы могут быть общего назначения или специального назначения. Вентиляторы общего назначения предназначены для перемещения воздуха,не содержащего пыль и другие твердые примеси в количестве, превышающем 100 мг/м³, а также липкие вещества и волок- нистыематериалы.Вентиляторыспециальногоназначенияприменяютсядля

работы в запылѐнных и агрессивных средах, для перемещения газа с высокой температурой, газопаровоздушных, взрывоопасных смесей и др.

Центробежныевентиляторыимеютдиаметрколесот0,25до2,0м.Чтобы иметь возможность перемещать различные расходы воздуха, центробежные вентиляторы одного типа проектируют сериями с определѐнными номерами. Номер центробежного вентилятора определяется наружным диаметром рабо- чегоколеса,измереннымвдециметрах.Такимобразом,увентилятора№4диа- метррабочегоколесаравен400мм,увентилятора№12–1200мм.

2. Осевые(аксиальные)вентиляторы

Осевые вентиляторы применяются при суммарных потерях полного давления вентиляционной сети до 35 Па. Максимальная окружная скорость рабочего колеса – до 60 м/с.

В осевом вентиляторе, в отличие от центробежного, не происходит изменения направления движения воздуха (воздух в нем входит и выходит по оси вращения рабочего колеса). Общий вид осевого вентилятора показан на рисунке 12.54.

Рисунок12.54–Общийвидосевоговентилятора

Принцип работы осевого вентилятора заключается в том, что при вра- щении лопаточного колеса воздух перемещается между лопатками, а давле- ние его увеличивается. Аэродинамическая схема осевого вентилятора предс- тавлена на рисунке 12.55.

1–входноеотверстие;2–цилиндрическийкожух;3 –лопаточноеколесо;4–диффузор; 5 – выходное отверстие

Рисунок12.55–Аэродинамическаясхемаосевоговентилятора

Основным элементом осевого вентилятора, так же как и центробеж- ного, является его рабочее колесо, которое состоит из втулки и укрепленных на ней лопаток. Втулки обычно изготовляют сварными или литыми. Лопатки осевых колес делают из листового металла или отливают. Рабочие колеса осевых вентиляторов изготавливают также путем штамповки целого колеса (втулки и лопаток) из листового металла или пластмассы. Цельные колеса могут, кроме того, изготавливаться и отливкой.

Число лопаток может быть различным, оно колеблется от 2 до 50. К втулкам лопатки приклепывают, приваривают или крепят с помощью стержней.Впоследнемслучаеихможноустанавливатьподразнымиугламик плоскости вращения.

Кожух осевого вентилятора имеет обычно цилиндрическую форму и снабжается диффузором, позволяющим преобразовывать часть кинетической энергии воздушного потока в статическое давление. У простейших установок с осевыми вентиляторами может и не быть диффузора. Зазор между внутрен- ним диаметром кожуха и рабочим колесом должен быть минимальным. Во всяком случае, он не должен превышать 1,5 % длины лопаток. У хорошо выполненных осевых вентиляторов зазор составляет 0,5 % длины лопаток.

Нередко рабочее колесо насажено прямо на вал электродвигателя, и поэтому последний располагается непосредственно в воздушном потоке. В отдельных случаях (например, при перемещении агрессивной среды) двигатель выносится из потока.

3. Диаметральные(тангенциальные)вентиляторы

Диаметральный вентилятор имеет рабочее колесо барабанного типа и несимметричный коленообразный корпус. Общий вид иаэродинамическая схема диаметрального вентилятора показаны на рисунке 12.56.

Рисунок12.56–Диаметральныйвентилятор

Несимметричное расположение рабочего колеса обеспечивает образо- вание потока воздуха в сторону меньшего сечения. Диаметральные вентиля- торы с широкими колесами могут подсоединяться непосредственно к возду- ховодам, имеющим сечение в форме вытянутого прямоугольника. Диамет- ральные вентиляторы могут создавать значительные давления даже при невысоких окружных скоростях рабочих колес, поскольку поток воздуха дважды пересекает лопаточное колесо.

Диаметральные вентиляторы характеризуются более высокими аэроди- намическими параметрами, по сравнению с другими типами вентиляторов, в частности, они создают плоский равномерный поток воздуха большой ширины; удобством компоновки, позволяющей осуществлять поворот потока в широких пределах; компактностью установки, позволяющей существенно сократить объем, занимаемый вентиляционной установкой.

КПД таких вентиляторов может достигать 0,7. Благодаря этим качест- вам диаметральные вентиляторы нашли самое широкое применение в различ- ныхагрегатированныхустановкахвентиляцииикондиционированиявоздуха: фанкойлах, внутренних блоках сплит-систем, воздушных завесах.

4. Выбор вентиляторов для систем кондиционирования воздуха Производительностьвентиляторовследуетопределятьсучетомпотерь

или подсосов воздуха воздуховодах, вводя поправочные коэффициенты на расчетное количество воздуха: для стальных, пластмассовых и асбестоце- ментных(изтруб)воздуховодовдлинойдо50м-1,1;дляостальных1,15.Кроме того, количество подсасываемого воздуха в пылеуловителях (например, в рукавныхфильтрахФВ)следуетприниматьпозаводскимхарактеристикам.

Вентиляторы следует подбирать по сводному графику или индиви- дуальным характеристикам (например, смотри рисунок 12.57), разработан- ным с учетом оптимальных технико-экономических показателей.

Рисунок12.57–Индивидуальнаяхарактеристикацентробежноговентилятора (построена в линейном масштабе)

Вентиляторы выбираются в следующем порядке: по заданным значе- ниям объѐмной производительностиV_ви давленияР_вна сводном графике находят точку пересечения координатV_в– Р_в.Если эта точка располагается между «рабочими характеристиками», то ее сносят по вертикали на лежащую ниже «рабочую характеристику» и пересчитывают систему на новое давле- ние, соответствующее полученной рабочей точке, или же повышают ее до расположенной выше «рабочей характеристики». Пользуясь индивидуаль- ными характеристиками, по заданнымV_виР_внаходят частоту вращения рабочего колеса вентилятора n, мин^–¹, его КПД η, а также определяют потребляемую мощность.

Характеристики даны в пределах допустимых частот вращения рабочих колес вентиляторов из условий их прочности, поэтому применение венти- ляторов с большей частотой вращения не допускается. Частоту вращения рабочих колес вентиляторов ограничивают условиями бесшумности.

При определении размера (номера) вентилятора следует стремиться к тому, чтобы заданным значениямV_виР_всоответствовало максимальное значение КПД, но не ниже 0,9 максимального.

Характеристики вентиляторов составлены для стандартных условий, т. е. для чистого воздуха приt= 20 °С, (φ= 50 %,ρ= 1,2кг/м³,Р_в= 0,101МПа. Поэтому для условий, отличающихся от стандартных, при выборе вентилятора следует принимать производительность вентилятора и условное давление равными соответственно:

^Vвент^=Vв.п^,

Р_у=Р_в.п·[(273+t_в.д)/293]·(0,101/Р_б.д)·(1,2/ρ_в.д)

где Р_в.п–полноеаэродинамическоесопротивление,создаваемоевсистеме вентиляции, Па;

t_в.д – действительная температура воздуха, проходящего черезвентилятор,^оС;

Р_б.д–действительноебарометрическоедавление,МПа;

ρ_в.д–плотностьвоздухапритемпературевоздуха,проходящегочерез вентилятор,кг/м³.

Требуемая мощность на валуэлектродвигателяN_вент, кВт, определяется по формуле для не загрязнѐнного воздуха

N_вент=(V_вент·Р_в.п)/(3600·1000·ƞ_вент·ƞ_пер),

где 3600 – переводной коэффициент из часов в секунды; 1000–переводнойкоэффициентизваттвкиловатты;

Ƞ_вент–КПДвентилятораврабочейточкехарактеристики;

Ƞ_п–КПДпередачи.