Размер вентилятора характеризуется его номером. За номер принимают значение, соответствующее номинальному диаметру рабочего колеса, измеренному по внешним кромкам лопаток и выраженному в дециметрах. Этот же стандарт определяет диаметр входного коллектора. Допускаются модификации вентиляторов с диаметром рабочих колес, отличающимся от номинального диаметра на величину ± 10 % при неизменных остальных размерах проточной части.
По форме лопаток рабочие колеса вентилятора разделяются на три вида: с лопатками, загнутыми вперед по ходу вращения колеса; с лопатками, загнутыми назад по ходу вращения колеса; с лопатками, радиально оканчивающимися. Применяют также рабочие колеса с профильными лопатками, загнутыми назад.
Один из важнейших параметров, определяющих процесс работы вентилятора, - число лопаток колес. Однако их воздействие на частицы воздуха определяется не только числом, но и формой межлопаточного канала, который характеризуется «густотой» решетки.
В корпусе вентилятора динамическое давление потока, выходящего из колеса, частично преобразуется в статическое. Спиральный корпус радиального вентилятора общего назначения имеет постоянную ширину, превышающую ширину колеса.
Корпуса вентиляторов изготовляют сварными, клепанными, литыми или соединенными на фланцах. Большие вентиляторы имеют корпуса, состоящие из двух или трех частей, скрепляемых на фланцах болтами. Боковые стенки корпуса для исключения их вибрации вследствие пульсаций давления воздушного потока оребряют металлическими полосами. У малых вентиляторов корпус крепят к станине или непосредственно к корпусу электродвигателя, у больших вентиляторов корпус устанавливают на самостоятельных опорах.
У радиальных вентиляторов правильным считают вращение колеса по ходу разворота спирального корпуса. Вентиляторы, у которых колеса правильно вращаются (по часовой стрелке) при наблюдении со стороны всасывания, называются правыми, а против часовой стрелки - левыми. Положение корпуса принято обозначать направлением вращения и углом поворота в градусах.
Разработаны высокоэффективные радиальные вентиляторы ВР-86-77 среднего и низкого давления высокой производительности, аэродинамические параметры которых близки к максимально возможным для данного класса машин; их наибольший КПД составляет 85%.
Радиальные вентиляторы Вр-300-45 имеют рабочее колесо с 34 лопатками, загнутыми вперед. Вентиляторы имеют максимально высокие значения коэффициентов полного давления и подаче воздуха при достаточно высоком КПД.
Осевые вентиляторы. Они имеют рабочие колеса диаметром от 200 до 2000мм и создают полное давление до 1500 Па при тех же условиях, что и радиальные общего назначения. Применяют осевые вентиляторы в основном в системах проточной и вытяжной вентиляции.
Наиболее распространены следующие типы осевых вентиляторов: ВМ-5, ВМ-6, СВМ-5М, СВМ-6М.
Диаметральные вентиляторы. Диаметральный вентилятор представляет собой лопаточное колесо барабанного типа, установленное в спиральный или коленообразный корпус. Колесо, закрытое с торцов, имеет криволинейные, загнутые вперед лопатки. Корпус состоит из основания, «языка» и боковых стенок.
Эти элементы образуют выходной канал (диффузор) для отвода воздушного потока. При вращении колеса воздух захватывается лопатками из входного патрубка и движется в межлопаточных каналах в центростремительном направлении. Пройдя внутреннее пространство решетки, воздух вновь захватывается лопатками колеса, проходит их межлопаточные каналы в центробежном направлении и далее поступает в выходной канал. Воздух движется в плоскостях, перпендикулярных оси вращения колеса, вследствие чего вентиляторами создается плоскопараллельный поток. Поэтому данные вентиляторы можно изготовлять большой ширины при сравнительно небольшом диаметре.
Серийно диаметральные вентиляторы не выпускают. Их применяют в бытовой отопительно-вентиляционной технике, в малогабаритных установках кондиционирования воздуха, для охлаждения электронно-вычислительной техники, а также в зерноочистительных машинах и уборочных комбайнах.
Характеристики вентиляторов. Между основными параметрами вентиляторов и частотой вращения рабочего колеса существуют следующие соотношения:
- Подача вентилятора прямо пропорциональна частоте вращения рабочего колеса;
- Давление, создаваемое вентилятором, прямо пропорционально квадрату частоты вращения;
- Мощность вентилятора прямо пропорциональна кубу частоты вращения.
Приведенные зависимости называют законами пропорциональности. При подборе вентиляторов наибольшие удобства и наглядность представляют характеристики, построенные для каждого вентилятора при разной частоте вращения.
Сеть - это совокупность всасывающих и нагнетательных трубопроводов, арматуры, калориферов, экономайзеров, фильтров и т. п. При тpaнспортиpовании воздуха давление, создаваемое нагнетателем, затрачивается на преодоление сопротивления сети, на создание динамического давления. Один и тот же вентилятор может подавать различные количества воздуха при различных давлениях в зависимости от преодолеваемых сопротивлений.
Таким образом, развиваемое вентилятором давление зависит не только от самой гидравлической машины, но и от свойств сети на которую она работает, т.е. режим работы вентилятора всегда рассматривают в совокупность с конкретной сетью.
Характеристика сети - это графически или аналитически выраженная зависимость между количеством воздуха, проходящего по сети, и давлением, необходимым для перемещения этого количества с требуемой скоростью.
4 ВЕНТИЛЯТОРЫ В СИСТЕМАХ ОТОПЛЕНИЯ
Поддержание необходимых температур и относительной влажности воздуха большинства производственных помещений почти невозможно без дополнительного искусственного обогрева. В связи с этим применяют различные методы обогрева помещений: подогрев приточного воздуха с помощью водо- или воздухонагревателей; общий подогрев посредством радиаторов и других обогревателей; местный обогрев с помощью обогреваемых полов, газовых и электрических грелок, инфракрасного излучения и т. п.
Основные элементы любой системы отопления - генератор теплоты, нагревательные приборы и теплопроводы - трубопроводы.
В генераторе теплоты происходит сжигание топлива или преобразование электроэнергии, а выделяемая при этом теплота передается теплоносителю, т.е. среде, передающей теплоту от генератора к нагреваемым приборам. Нагревательные приборы передают полученную от генераторов теплоту воздуху помещения. Теплоноситель перемещается от генератора теплоты к нагревательным приборам по трубопроводам.
Системы отопления подразделяют на местные и центральные.
В местной системе отопления генератор теплоты, нагревательные приборы и теплоотдающие поверхности конструктивно объединены в одном устройстве. Примером местного отопления могут служить газовые и электрические горелки инфракрасного излучения.
Центральными системами отопления являются системы, в которых генератор теплоты (например, котел) находится вне отапливаемых помещений, а теплоноситель к местам потребления подается по трубопроводам.
Гигиенические требования, предъявляемые к нагревательным приборам, сводятся к поддержанию на их поверхности температуры, исключающей возможность пригорания пыли. Органическая пыль, осаждаясь на горячих поверхностях приборов, пригорая, разлагаясь, ухудшает состояние микроклимата помещений. Во избежание этого рекомендуется на поверхности нагревательных приборов поддерживать температуру не более 95 ·С. В гигиеническом отношении более приемлемы приборы с гладкой поверхностью, на которой осаждается меньше пыли, чем на ребристой, однако площадь поверхности, с которой происходит теплоотдача, при этом уменьшается, что снижает КПД отопительных приборов такого типа.
Для устройства тепловых завес, а также для отопления помещений используют системы воздушного отопления, совмещенные с вентиляцией. Принцип действия систем воздушного отопления состоит в том, что воздух, нагретый до температуры более высокой, чем температура внутреннего воздуха, поступая в помещение и охлаждаясь, отдает ему теплоту. Системы воздушного отопления позволяют поддерживать в помещениях постоянную равномерную температуру в течение всего отопительного периода.
В качестве приборов для нагрева приточного воздуха наиболее распространены стальные пластинчатые нагреватели воздуха, имеющие при малых габаритах большую площадь поверхности нагрева и высокую производительность. Пластинчатые нагреватели воздуха состоят из стальных трубок, на которые для увеличения поверхности теплоотдачи насажены стальные пластины. Концы трубок вальцованы в трубные металлические решетки, связанные с распределительными коробками, которые имеют патрубки для входа и выхода теплоносителя. Нагретая в котле горячая вода охлаждается и передает теплоту через стенки приборов поступающему в помещение приточному воздуху. Затем охлажденная вода по обратному трубопроводу возвращается в котел, где вновь нагревается.
Использование электроэнергии, преобразованной в теплоту, для отопления помещений имеет ряд преимуществ перед другими способами отопления: практическое исключение физического труда; легкость регулирования теплового режима. Кроме того, при электрическом отоплении отсутствуют продукты сгорания, поэтому отпадает необходимость в устройстве каких-либо каналов и труб для их отвода. Первоначальные затраты на устройство электрического отопления меньше, чем на устройство других способов отопления.
Использование электрических нагревателей воздуха обеспечивает экологическую безопасность, поскольку электрообогрев не сопровождается выделением каких-либо вредных веществ. Вместе с тем при использовании в качестве топлива, например, природного газа в воздухе могут накапливаться вpeдныe соединения. В этом отношении обогрев с помощью электрических нагревателей воздуха безальтернативен.