Вентиляторы и насосы: определения, схема работы

Вентиляторы представляют собой специальное оборудование, используемое для движения воздуха и газа. Чаще всего источником работы выступает электродвигатель. Сфера применения вентиляторов достаточно широкая. Их эксплуатируют в системах вентиляции и кондиционирования. Помимо жилых домов такие системы работают и в промышленной отрасли. В этом случае они становятся важной частью работы мощных установок в металлургической промышленности, теплоэнергетической и других.

Вентиляторы используются практически в любой отрасли, однако само используемое оборудование отличается. Технические параметры вентиляторов определяют сферу их применения. Колеблются и размеры вентиляторов в зависимости от эксплуатационных условий. К переменным параметрам относятся и показатели мощности.

Современные модели вентиляторов существенно отличаются конструктивными особенностями, но работают по единому принципу. Сохраняются и принципы расчета требуемого оборудования для эксплуатации. 

Разновидности вентиляторов и их ключевые особенности

1. Радиальные вентиляторы.

Этот тип вентиляторов имеет два вида отверстий - входное круглой формы и выходное квадратного вида. Это оборудование обязательно производится по стандартам ГОСТа с фиксированными значениями напора. Все радиальные вентиляторы могут быть низкого давления, среднего и высокого. Максимальное значение этого показателя - 3000 Па. Этот параметр считается условным, поскольку вентиляторы могут создавать давление, переходящее из низкого к среднему. Устройства высокого давления актуальны для промышленного применения.

По назначению эти вентиляторы также классифицируются по нескольким группам:

• общего типа. Это вентиляторы для кондиционирования и вентиляции. Такие вентиляторы способны работать со смесями с нормальной агрессивностью;
• технологические. Предназначены для работы в агрессивной среде. Для этого оборудование делают стойким к воздействию коррозии. При воздействии агрессивной среды важно обеспечить прочность комплектующих. Производители технологических вентиляторов работают с титаном, нержавеющей сталью, алюминиевыми материалами. Также подходит синтетический полипропилен, который также не поддается воздействию коррозии. Если технологический вентилятор намерены использовать в условиях воздействия высоких температур, важно ориентироваться на термостойкость изделия. В определенных условиях требуется использование взрывозащищенных конструкций;
• дымососы. Актуально их применение в котельных.

1. Осевые вентиляторы.

Этот вид вентилятора имеет специальный кожух, в котором располагается движущееся рабочее колесо. Принцип работы такого вентилятора заключается в том, что перемещение воздуха во входное отверстие происходит в результате вращения этого колеса. После движения через лопасти воздух выходит из системы. В осевых вентиляторах есть коллектор и обтекатели. Их основная задача заключается в снижении гидравлических потерь.

Согласно ГОСТу, которого придерживаются все отечественные производители, диаметр рабочего колеса может быть от 300 до 2000 мм. Отличаются модели осевых вентиляторов и количеством лопастей на колесах. Максимальное их количество может быть 12. При изготовлении этих колес производители используют листы стали. Также популярность набирает пластмасса, из которой производят прочные колеса для осевых моделей вентиляторов. Не исключено создание поворотных лопастей. За счет этого удается урегулировать их угол расположения. 

1. Канальные.

Это вентиляционное оборудование предназначено для работы в среде без взрывоопасных рисков. Предельная температура рабочей среды не должна превышать 60 градусов. Канальные вентиляторы используют для коммерческих помещений и жилых. Такой вариант вентиляционной системы отлично подходит для эксплуатации в условиях ограниченного пространства. Согласно требуемым стандартам ГОСТа, эти виды вентиляторов производят достаточно компактными, поскольку может потребоваться установка в труднодоступных местах. 

Преимуществом канальных вентиляторов считают относительно низкий уровень шума в рабочем состоянии. При изготовлении корпуса вентилятора используют оцинкованную сталь. Этот материал считается надежным и долговечным, обеспечивающим защиту от коррозионного воздействия. С целью дополнительной защиту производители используют порошковое покрытие. 

Канальные вентиляторы чаще всего применяют для стационарной системы вентиляции, кондиционирования. Такое оборудование подходит для установки в условиях ограниченного пространства. Допускается эксплуатация канальных вентиляторов даже в среде с твердыми примесями или пыли. Однако есть и определенные ограничения, которые обязательно нужно учитывать при монтаже вентиляционных систем. Например, нельзя монтировать такие вентиляторы при воздействии абразивных компонентов. Допустимый температурный режим - от -30 градусов до +40.

1. Диаметральные.

Конструктивной особенностью диаметральных вентиляторов считают наличие барабана, корпуса с патрубком и диффузором. Суть работу такого устройства заключается в поперечном перемещении воздушных масс. На рабочем колесе располагаются лопасти. Их задача заключается в направлении воздуха. После его скопления в кожухе воздух поступает к нагнетательной части оборудования.

Существует ряд особенностей диаметральных вентиляторов. Они работают с большим потреблением воздуха практически в бесшумном режиме, что крайне важно для установки в жилых и коммерческих помещениях. Диаметральные вентиляторы создают небольшой напор. Рабочее колесо таких моделей может быть выполнено с разным диаметром - до 120 мм.  

1. Бытовые вентиляторы.

Их используют в помещениях с небольшой квадратурой. Чаще всего бытовые вентиляционные системы применяют в ванных комнатах, офисах, жилых домах. Ключевой задачей бытового вентилятора является создание комфортных санитарно-гигиенических условий пребывания. Бытовым вентиляторам присущи следующие характеристики:

• объем патрубка определяет объемы воздуха, которые способен пропустить вентилятор;
• в зависимости от модели вентилятора определяют разные требования к напряжению в сети;
• производительность оборудования определяет максимальный объем воздуха, который способен пропустить вентилятор;
• давление определяется несколькими параметрами, включая мощность, КПД, производительность;
• в каждой модели фиксирована мощность. Это значение напора. Мощность определяет эффективность вентилятора в перемещении воздуха.

Вентилятор важно подбирать под выполнение конкретной задачи и определенные эксплуатационные свойства. В зависимости от этого важно учитывать мощность, необходимые габариты устройства. Также важно оценить уровень шума и другие особенности выбранного вентилятора.

При неправильном выборе вентилятора может возникнуть ряд проблем и неудобств. Чаще всего они связаны с шумом и вибрацией. Также домовладелец может жаловаться на избыток или недостаток воздуха, который прокачивает вентилятор. Некорректная работа бытового вентилятора может сопровождаться неприятными запахами. 

Современные производители стараются оснастить вентиляторы дополнительными функциями и комплектующими, среди которых встречаются:

• усовершенствованные двигатели, которые способны обеспечить долгую беспрерывную работу вентилятора;
• обратные клапаны, которые блокируют перемещение воздуха в обратном направлении;
• специальные выключатели для удобного управления работой вентилятора;
• таймер. Его роль заключается в отложенном выключении после нажатия кнопки;
• процессоры. Они создают благоприятные комфортные условия окружающей среды с мониторингом уровня влажности;
• датчики движения. В этом случае вентилятор может реагировать на движение человека. Также датчики могут обеспечить работу вентилятора в зависимости от уровня влажности в помещении;
• дополнительная защита оборудования для работы в определенных условиях.

Шумоизоляция в работе вентиляторов

Работа любого вентилятора сопровождается определенным уровнем шума. Этот показатель определяется техническими параметрами оборудования, режимом работы, правильностью монтажа и другими факторами. Наиболее шумными считаются осевые вентиляторы. Они производят более высокую интенсивность шума. В сравнении с радиальными вентиляторами, осевые считаются более тихими. Это объясняется более низким коэффициентом давления. 

Предельные значения шума зависят от типа помещения, где вы намерены установить вентилятор. Если система работает слишком шумно, это может быть связано с механическими факторами. Например, были допущены ошибки при монтаже оборудования. В этом случае стоит пересмотреть правила монтажа или заменить основание, на котором установлен вентилятор. 

Ключевые особенности современных насосов

Существует несколько разновидностей современного насосного оборудования. Рассмотрим принцип работы каждого насоса и сферу его применения. Самыми востребованными считаются следующие виды агрегатов:

1. Центробежные.

Способны выдерживать колебания температур, допустима эксплуатация даже в горячей воде свыше 60 градусов. Центробежные насосы активно применяются в работе с вязкими или агрессивными составами. Насос работает даже при попадании твердых частиц. Принцип работы центробежного насоса связан с вращением лопастей. Они способствуют перемещению жидкостей под воздействием кинетической энергии. Давление воздуха способствует непрерывной работе устройства. При выборе центробежного насоса ключевым фактором выступает значение проходимости. Производитель должен указать, какое количество оборотов совершает колесо за минуту времени.

При работе с большими показателями напора лучше выбрать многоступенчатые модели. В этом случае жидкость перемещается сразу по нескольким колесам. Каждое из них продуцирует новую энергию. Для оценки каждого вида насоса специалисты формируют графики с указанием значений напора, мощности, КПД и других показателей. Именно с помощью графика можно отследить зависимости этих показателей и рассчитать важные параметры, отображающие реальную работу агрегата. 

1. Осевые.

Этот тип насосного оборудования предназначен для работы с большими объемами жидкости. Конструкция осевого насоса определяет механизм перемещения жидкости. Это происходит за счет воздействия лопастей рабочего колеса на жидкости в источнике. Затем происходит движение воды к выходу насоса. Это происходит вдоль оси, что определяет название самого типа насоса.

В этой категории выделяют насосное оборудование имеет два типа лопастей - неподвижные и поворотные. В осевых насосах предусмотрены высокие значения быстроходности рабочих колес. Коэффициент быстроходности может достигать 1500 оборотов в минуту. 

1. Вихревые.

Эти насосы работают без обязательного предварительного заполнения всасывающей трубы жидкостью. Вихревые агрегаты способны самостоятельно всасывать воду из корпуса оборудования. Вихревые насосы бывают закрытыми и открытыми. В вихревых моделях перемещение жидкости производится за счет центробежной силы, которая запускает движение воды вокруг рабочего колеса. При прохождении своего пути в области ротора частицы получают нужное количество энергии. За счет этого вихревым насосам удается производить высокие показатели напора, которые способны превысить показатели такого же центробежного агрегата в 7 раз. Работа вихревой модели при этом работает с уменьшенным КПД - в 3 раза ниже. 

1. Поршневые.

Эти насосы представлены в большом ассортименте моделей на рынке. Поршневые насосы достаточно популярны за счет принципа своей работы. Рабочий процесс происходит за счет взаимозамены задач - всасывание - нагнетание. Это происходит за счет поршня в цилиндре насоса.

Поршневые насосы отличаются рядом параметров. Агрегаты бывают вертикальными и горизонтальными, с разными значениями быстроходности, типу перекачиваемой жидкости. Поршневые модели отличаются от центробежных усложненной конструкцией. Они работают достаточно тихо, однако имеют достаточно большие габариты. Поршневым насосам присущи высокие показатели КПД и независимость от напора.

1. Роторные.

Предназначены для работы с небольшими объема жидкости. Роторные агрегаты бывают винтовыми, зубчатыми, шиберными и другими. Все разновидности имеют определенные особенности. Однако все роторные насосы объединяет принцип работы. Упрощенная конструкция объясняется отсутствием двум клапаном - нагнетательного и всасывающего. 

1. Струйные.

Это насосное оборудование имеет целый ряд конфигураций, что определяет расширенную сферу их использования. Наиболее популярным подвидом считается водоструйный насос. Его ключевой рабочей задачей считается получение кинетической энергии путем преобразования потенциальной. Струйные насосы отличаются долговечностью, надежностью, показатель КПД - не более 30%