9.3.4. Характеристика вентилятора в системі

Характеристика вентиляторів повинна відповідати вимогам їх задіяння в СВ (СК). Характеристична крива опору СВ виражається квадратичним законом, тобто втрати тиску в СВ змінюються пропорційно квадрату витрати повітряного потоку. Практично для конкретної СВ, при заданій витраті повітряного потоку, визначають місцеположення однієї точки кривої, а інші її точки визначають за квадратичним законом залежності опору від витрати.

В точці перетину характеристики вентилятора і характеристичної кривої опору системи тиск вентилятора рівний опору системи, а витрата повітряного потоку в системі рівна повітропродуктивності вентилятора. Якщо дійсна витрата повітряного потоку не рівна потрібній розрахунковій витраті, то повинна бути змінена або характеристика вентилятора (зазвичай зміною частоти обертання турбіни (робочого колеса), або опорова характеристика СВ (зазвичай за рахунок зміни кута нахилу регулювального витратного клапана). Збільшенням частоти обертання турбіни (робочого колеса), як видно із рис. 9.24, переміщують робочу точку вправо уверх, а зменшенням частоти обертання – вліво униз.

Рис. 9.24. Характеристика вентилятора і характеристики опору системи вентиляції:

1 – характеристика вентилятора при заданій частоті обертання турбіни (робочого колеса);

2 – те ж, при збільшеній частоті обертання; 3 – те ж, при зменшеній частоті обертання;

4 – характеристика СВ при заданому опорі; 5 – те ж, при зменшеному опорі системи;

6 – те ж, при збільшеному опорі системи; РТ – робоча точка

Графічні методи вибору можуть бути корисними при розрахунках і випробуванні вентиляторів, при розв’язуванні питань паралельного задіяння вентиляторів в системі або при застосуванні вентилятора в системі, опір якої значно змінюється внаслідок забруднення фільтрів, наявності мокрих поверхневих теплообмінників, повітряних клапанів пропорційного регулювання витрати і тому подібних агрегатів і елементів. Вентилятори з круто спадними характеристиками підходять для систем вентиляції (СВ) із високими швидкостями руху і сталими витратами повітряних потоків, (в яких зміна опору спричиняє малу зміну витрати). Для СВ з кількісним регулюванням потрібні вентилятори з пологими характеристиками, тобто такими, щоби на широкому діапазоні зміни витрати повітряного потоку тиск вентилятора залишався майже незмінним.

Вентилятор повинен працювати в системі стабільно. „Нестабільність” – це пульсації або відхилення, що виникають при перетині характеристики системи з характеристикою вентилятора в двох або більше точках. Це можливо, наприклад, при паралельному задіянні двох вентиляторів із загнутими вперед лопатями турбін в одній системі. Роботу вентилятора можна вважати стабілізованою, якщо робоча точка не змінює свого місця розташування або лише незначно зміщується після малого часового нарушення рівноваги в системі.

9.3.5. Добір вентилятора і розміщення його в системі вентиляції

Добір вентилятора для СВ полягає у визначенні найменше дороговартісної комбінації розмірів, типу і конструкції, що відповідають даній задачі і забезпечують стабілізовану дію, сприйнятні ККД і рівень шуму.

Швидкість витікання повітряного потоку з вентилятора не потрібно приймати в якості критерію для оцінювання рівня шуму, що створюється вентилятором. Кращі акустичні характеристики досягаються при максимальному статичному ККД. У вентиляторів високого тиску це зазвичай спостерігається при швидкостях витікання повітряного потоку, що перевищують швидкості витікання в системах низького тиску.

Треба також враховувати наступні чинники, що впливають на добір вентилятора: витрату повітряного потоку; опір системи; термодинамічний стан всмоктуваного потоку, наявність в ньому пилу або абразивних частинок, корозійно шкідливої пари чи займистих газів; інколи стан навколишнього повітря і його вплив на електродвигун, привод і тощо; барометричний тиск і висоту над рівнем моря; тип системи (комфортна, технологічна); рівень шуму; можливі зміни характеристики системи (забруднення фільтрів, наявність обладнання і агрегатів зі змінною витратою повітряного потоку); наявну площу для встановлення вентилятора і допускні навантаги (навантаження) на будівельні конструкції; розташування вентилятора, його всмоктувального і нагнітального отворів і напрямку витікання повітряного потоку; тип і конструкцію поєднань вентилятора з системою; розташування і тип приводу, вимоги до настроювання приводу, регулювання частоти обертів і до резервування вентиляторів; конструкційні особливості (оглядові дверцята, спускні отвори для конденсату, тип вальниць (підшипників), огорож приводів, скерувальні апарати на всмоктуванні або дросель – клапани на нагнітанні, віброізолятори, гнучкі вставки); спеціальні конструкційні особливості: наявність розбірних корпусів (у великих відцентрових вентиляторів), захисного фарбування, лицювання лопатей, скерувальних апаратів, сальників, валів, охолоджувальних пристроїв, „всепогодних” оббудов приводів і електродвигунів при розміщенні поза будинком.

Приєднання вентилятора до системи повинно забезпечувати плавний рух (без різких поворотів) повітряного потоку і малі втрати тиску. Вентилятори двостороннього всмоктування з турбінами (робочими колесами) подвійної ширини треба розміщати в системі (обладнанні) так, щоб відстань від площин всмоктування до найближчих перешкод перевищували 0,75 діаметра турбіни.

Для виключення передавання шуму і вібрації по системі повітропроводів або по конструкційних елементах будинків вентилятори повинні мати противібраційні основи під опорами або станинами, електродвигунами і приводами. Приєднання від сторін всмоктування і нагнітання повинні бути гнучкими, провідники електроструму до двигунів повинні мати гнучкі петлі.

Всі точки змащування треба заповнювати мастильними матеріялами в строгій відповідності з інструкціями заводів-виробників. Якщо вентилятор великих розмірів тривалий час не діяв, то за період бездіяльності мастило може розкластись, а тому перед запусканням його в дію треба замінити застаріле мастило свіжим.

Для добору вентилятора, окрім його продуктивності (витрати повітряного потоку), ще треба знати приріст повного тиску , який складається з приросту статичного і приросту динамічного тисків

. (9.6)

Опір системи, що долається приростом повного тиску вентилятора, складається з:

• опору тертя в трубопроводах (каналах) , Па;

• втрат тиску в місцевих опорах , Па;

• втрат тиску в обладнанні і конструкційних елементах повітроготувальника , Па,

де – питомі втрати тиску на 1 п.м трубопроводу (каналу) при русі повітряного потоку, Па/м; l – довжина трубопроводу (каналу), м; - сума коефіцієнтів місцевих опорів, що зведені до однакової швидкості  повітряного потоку.

Часто опір тертя в гладких трубопроводах (каналах) є невеликим. Натомість втрати тиску в місцевих опорах є значно вищими і тому їх належить обраховувати якісно. Однак найбільшими за величиною є втрати тиску в обладнанні повітроготувальника . Опір цього обладнання залежить від його конструкційних особливостей і розмірів і на його вибір безпосередньо впливає проєктант. Очевидно, що за менших опорів (втрат тиску) можна застосувати тихіший вентилятор, але з дорожчим обладнанням для регулювання; натомість за вищих опорів треба застосовувати шумливіший вентилятор з більшим споживанням енергії, але з дешевшим обладнанням для регулювання.

Нормальні опори обладнання повітроготувальника подані в табл. 9.2.

Згідно VDI 3803 рекомендується застосування обладнання, для якого

в часі дії, год/рік < 1500 < 3000 < 6000 < 8760

середня швидкість повітряного потоку, м/с < 4 < 3 < 2,5 < 2.

Таблиця 9.2.