Com o desenvolvimento do setor industrial, um grande número de processos tecnológicos exigiu uma oferta forçada de ar. A esfera doméstica também não ficou de lado. Alguns tipos de comunicações exigem um fornecimento regular de ar fresco.
Uma solução elegante para este problema tornou-se um ventilador centrífugo, que é capaz de injetar autonomamente a quantidade necessária de massa de ar. Mas como funciona e como funciona? Estas são as questões que discutiremos em detalhes em nosso artigo.
Considere os recursos de design do dispositivo, suas capacidades, o escopo de aplicação, os melhores fabricantes cujos produtos estão no mercado. E também dar recomendações sobre a escolha de um modelo de ventilador adequado.
Conteúdo do artigo:
- A essência do ventilador de descarga e diluição de ar
- Design de ventilador centrífugo
- Recursos do ciclo operacional do dispositivo
- Especificação de Ventilador Centrífugo
- Selecção de ventiladores de acordo com os requisitos
- Conclusões e vídeos úteis sobre o tema
A essência do ventilador de descarga e diluição de ar
O ventilador é uma estrutura mecânica que é capaz de processar o fluxo de mistura gás-ar, aumentando sua energia específica para o movimento subseqüente.
Esta arquitetura da unidade fornece a capacidade de criar o efeito de bombear ou diluir o gás no espaço através de um aumento ou diminuição da pressão, respectivamente (o mecanismo de conversão energia).
Por pressão de gás, entendemos o processo infinito do movimento caótico das moléculas de gás, que, batendo nas paredes de um espaço fechado, cria pressão sobre elas.
Consequentemente, quanto maior a velocidade dessas moléculas, mais choques e maior a pressão. A pressão do gás é uma das principais características do gás.
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Ventiladores centrífugos - a versão mais simples dos dispositivos mecânicos usados no arranjo e organização dos sistemas de ventilação, diferindo em propósito, volume e tipo de movimento de ar
Radial, eles são centrífugos, os ventiladores permitem que você implemente uma variedade de projetos de fornecimento e ventilação de exaustão. Usado principalmente sem dutos de ar.
A operação da ventoinha centrífuga é controlada por um motor cuja potência é selecionada dependendo do volume da massa de ar a ser movida.
Ventiladores centrífugos são fabricados para operação em ar limpo, sem impurezas e em ambientes complexos explosivos.
O tipo mais simples de fã
Instalação de ventiladores em uma fábrica
Motor de ventilador centrífugo
Variedades de unidades de ventiladores radiais
Por outro lado, qualquer gás tem mais dois parâmetros: volume e temperatura. Volume - a quantidade de espaço preenchido com gás. A temperatura do gás é uma característica termodinâmica que relaciona a velocidade das moléculas e a pressão gerada por elas.
Nestas “três baleias” existe uma teoria cinético-molecular, que é a base para descrever todos os processos associados ao processamento de gases e misturas gasosas.
O processo de injeção é uma concentração forçada de moléculas em um espaço fechado acima de uma certa norma. Por exemplo, a pressão de ar geralmente aceita na superfície da terra é de aproximadamente 100 kPa (105 kilo Pascal) ou 760 mm Hg. Art. (milímetros de mercúrio).
Com um aumento na altura acima da superfície da Terra, a pressão torna-se menor, o ar fica rarefeito.
A pressão atmosférica é o peso da coluna de ar em relação à área de superfície acima da qual está localizada. Não massa, nomeadamente peso P = mg. Medido por um barômetro, outros tipos de pressão são determinados por um manômetro.
O vácuo é o processo inverso de injeção, durante o qual as moléculas deixam um sistema fechado. O volume permanece o mesmo, mas o número de moléculas diminui várias vezes, portanto, a pressão diminui.
O efeito da pressão é necessário para o movimento forçado do ar. É possível mover o ar através do efeito de vácuo: para restaurar o equilíbrio de pressão durante todo o sistema, as moléculas se movem de uma região mais concentrada de moléculas para menos concentrado.
Desta forma, o movimento das moléculas de gás.
Para determinar a taxa de fluxo de ar fora ou dentro do edifício, eles geralmente usam uma ferramenta especial - um anemômetro. Um dispositivo indispensável para o design de sistemas de ventilação
Há uma variedade de diferentes arranjos de sistemas de ventilação, mas eles podem ser divididos em várias classes de acordo com certos parâmetros:
- Para o destino. Existem fãs gerais e especiais. Os fãs são usados para o movimento habitual de gás. Ventiladores especiais são utilizados para transporte pneumático, transporte de misturas gasosas agressivas e explosivas.
- Por velocidade. Existem pequenas, médias e altas frequências específicas de rotação da roda com lâminas.
- Por faixa de pressão. Os sistemas de geração de baixa (até 1 kPa), média (1-3 kPa), alta (mais de 3 kPa) de pressão são conhecidos.
Alguns processos industriais e domésticos com o uso de sopradores ocorrem em condições ambientais extremas, de modo que os requisitos de equipamentos são apresentados.
Assim, é possível falar de unidades resistentes à poeira, à prova de água, resistentes ao calor, à corrosão, à prova de faíscas e dispositivos de remoção de fumaça e ventiladores convencionais.
Informações sobre os tipos de fãs discutidos detalhadamente em outro nosso artigo.
Design de ventilador centrífugo
O sistema de projeto centrífugo é um mecanismo de injeção com uma arquitetura radial que pode gerar pressão de qualquer faixa.
Projetado para transportar gases mono e poliatômicos, incluindo compostos quimicamente "agressivos".
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Os ventiladores centrífugos são utilizados nos sistemas de ventilação de edifícios das categorias municipal, industrial e comercial. Servir para o fornecimento de ar fresco e a extração de substâncias voláteis prejudiciais.
O motor e o alojamento do ventilador estão localizados na estrutura soldada e fundida da unidade de ventilação. Existem rolamentos entre eles.
O impulsor da unidade de ventilação é essencialmente um hub que é rigidamente conectado à unidade principal.
O impulsor do ventilador radial é montado no eixo do portador, no qual os rolamentos estão localizados
As pás do ventilador centrífugo estão fixas na frente e no disco rotativo principal. Eles podem ser curvados para a frente, para trás ou radiais.
Ventiladores centrífugos são divididos na direção de rotação do rotor nos modelos com rotação direita e esquerda. Na maioria dos fãs, a direção pode ser alterada
Ventiladores com sucção unilateral são diferentes opções de instalação do impulsor cantiléver. A maioria deles são construções pequenas e relativamente pequenas.
Sistemas de ventilação com sucção dupla são caracterizados por uma localização central da roda giratória em relação aos rolamentos. Geralmente este é um projeto grande.
Ventilador centrífugo típico
A localização do motor e do corpo no chassi
Vista superior do ventilador centrífugo
Ventilador centrífugo do impulsor
Lâminas do ventilador do rotor
Execução à esquerda do ventilador centrífugo
Ventilador de sucção simples
Ventilador radial de sucção dupla
O design é “vestido” com uma caixa de metal / plástico, que é chamada de caixa protetora. A casca protege a câmara interna contra poeira, umidade e outras substâncias que podem afetar negativamente a operação da unidade.
Produto de ventilação de alta qualidade sempre tem uma certa classe de proteção. O grau de proteção do revestimento (Ingress Protection) - um padrão internacional único para a qualidade do produto, que determina o nível de proteção do equipamento contra influências ambientais.
O ventilador do tipo radial desenvolve uma pressão significativamente maior do que a variante axial. Isto é devido à mensagem da porção da energia presa no ar do ar gerado durante a transição da entrada para a saída do sistema.
O mecanismo é acionado por um motor elétrico ou um motor de combustão interna (típico para ventiladores industriais). O método mais comum é o motor elétrico, que gira o eixo com o impulsor.
Existem várias variantes da transmissão do movimento rotacional do motor para o impulsor:
- acoplamento elástico;
- Transferência de correia em V;
- transmissão continuamente variável (embreagem deslizante hidráulica ou indutiva).
Dada a existência de um grande número de empresas de manufatura que criam sistemas exclusivos com uma variedade de parâmetros dinâmicos, à disposição dos consumidores uma gama bastante extensa fãs.
No caso, existem dois canais principais: entrada e saída. A mistura de gás entra no primeiro canal, move-se para dentro da câmara, é processada lá e depois entra em outro
Como resultado do trabalho intensivo dos desenvolvedores, temos uma ampla gama de aplicativos para essas máquinas, incluindo:
- sistemas de ventilação e aquecimento em edifícios privados e multi-andares;
- fornecimento e purificação de ar para edifícios não residenciais;
- sistemas de filtração na agricultura;
- desempenho de processos tecnológicos em indústria leve e pesada de várias direções.
Há também opções para o uso de sopradores em sistemas de extinção de incêndios e substituição ultra rápida de ar em um espaço confinado.
Tais ventiladores trabalham com misturas de gás de alta temperatura, o que obriga os fabricantes incluir na documentação técnica informações sobre a conformidade de seus equipamentos com padrões.
O design comprovado e simples do mecanismo centrífugo tem várias vantagens claras:
- alta confiabilidade e desempenho insuperável;
- facilidade e disponibilidade de manutenção de equipamentos;
- segurança da integração e operação das unidades;
- custos mínimos de energia e reparos em caso de falha.
Além disso, os sopradores têm um limiar de ruído bastante baixo, o que permite que eles sejam usados em condições domésticas. Os ventiladores centrífugos também têm uma vida útil extremamente longa devido à falta de contato direto entre as partes funcionais do mecanismo na câmara de trabalho.
Recursos do ciclo operacional do dispositivo
Considere o princípio geral de operação de um soprador centrífugo de projeto radial. Deve-se notar que os especialistas distinguem dois projetos de ventiladores principais: com posicionamento axial e radial da entrada, onde o fluxo de ar é sugado.
Isso afeta principalmente a opção de montar o ventilador no sistema e praticamente não afeta o desempenho geral.
O ventilador tipo radial pode funcionar como com ar comum, o que leva espaço, e com o fluxo de ar que passa pelo duto de ar (o efeito de equilibrar áreas com pressão diferente)
Uma entrada axial é típica para sopradores de injeção para uso geral. O posicionamento radial da entrada de fluxo é típico para os sopradores principais.
No primeiro estágio do ciclo do ventilador, o fluxo de ar se move para a superfície do impulsor de rotação rápida. As pás do impulsor dividem o ar em pequenos volumes que se movem dentro da câmara de trabalho.
Aqui há um acúmulo de massa de ar, isto é, há uma compressão direta da massa de ar em um pequeno volume.
O design da unidade habitacional em si tem suas próprias características.
Existem duas formas comuns de habitação:
- arredondado;
- espiral.
A forma arredondada do case é típica para os fãs que movimentam uma grande quantidade de ar em pouco tempo durante o processo. E a forma espiral é inerente aos ventiladores, que adicionalmente produzem compressão de volume de ar e a geração de média e alta pressão.
No segundo estágio, o ar é forçado na câmara de trabalho. Como se sabe, com um volume constante, com um aumento na massa total de moléculas de gás, o número de colisões de moléculas aumenta e, portanto, sua velocidade aumenta. Consequentemente, a pressão do gás também aumenta.
De grande importância é a forma e o número de lâminas. Uma e todas as variantes dos impulsores são testadas em túneis de vento para determinar as condições operacionais ideais.
Na fase final, o gás comprimido é retirado da câmara de trabalho para a saída. Então o ar entra no duto central e se move na direção especificada.
O processo de diluição ocorre exatamente o oposto. O ar é extraído de um duto de ar ou espaço fechado, onde é necessário criar uma área rarefeita e ser descarregado no ambiente ou em outro espaço confinado.
Especificação de Ventilador Centrífugo
Os sistemas de compressores são caracterizados por uma série de diferenças estruturais e dinâmicas que devem ser consideradas ao selecioná-las e introduzi-las no sistema de ventilação.
Especificações incluem:
- diretamente o design do ventilador;
- tipo de motor;
- unidade de controle;
- colocação do impulsor e a transmissão do movimento de rotação do motor;
- posição angular da entrada e saída;
- o material do qual os detalhes do produto são feitos, suas dimensões e peso.
Especialistas também prestam atenção à conformidade de produtos com padrões internacionais: padrões ISO / IEC e GOST, marcação IP, diretivas ATEX, etc.
As características dinâmicas incluem os parâmetros técnicos do desempenho do soprador: a pressão gerada e o coeficiente pressão diferencial, velocidade e temperatura máxima de fluxo, velocidade do eixo e nível de pressão sonora, eficiência e potência motor
A pressão injetada é o valor máximo que um ventilador é capaz de criar durante a operação no modo nominal.
Pv = Psv + Pdv,
Onde Pv - pressão total Psv - pressão estática Pdv - pressão dinâmica.
Fator diferencial - a diferença entre a pressão de entrada e gerada (bar).
Fluxo de ar de volume é a quantidade de mistura de gás que se move por unidade de tempo (capacidade). Geralmente calculado em m3/ h para produtores domésticos, litro / min - para estrangeiros.
Frequência de rotação - o número de rotações completas do impulsor por unidade de tempo. Calculado em peças / s ou Hz. Deve ser lembrado que o nível de carga do ventilador de ar não deve exceder 75% do máximo.
Trabalhando por um longo tempo no modo de sobrecarga com uma grande velocidade de rotação, o ventilador superaquece e pode falhar rapidamente. Mas esse processo pode ser controlado controlando-o por conta própria. Para que uso controlador de velocidade fã.
Pressão sonora - o nível de ruído de peças rotativas e metal de fricção de ar. Ele é medido a uma distância de 3 metros da fonte quando está operando com carga máxima. O ruído deve ser considerado ao escolher um ventilador em constante funcionamento.
A maioria dos equipamentos é equipada com absorvedores de ruído e sons de fundo. Normas para o ruído: não mais de 50 dBA para instalações domésticas e não mais de 75 dBA para instalações industriais
Um dos dispositivos com baixo nível de ruído é ventilador bladeless.
A eficiência do ventilador é o produto dos três fatores a seguir:
- perda de fluxo de ar;
- vazamento através de lacunas na estrutura;
- eficiência mecânica do produto.
Para ventiladores centrífugos, a eficiência total está na faixa de 0,7 a 0,85, em ventiladores axiais (canal) - não mais do que 0,95. Escolhendo um ventilador radial, é necessário considerar o fator de segurança do motor 1.2. Quero dizer, pegar o poder do motor elétrico é 20% mais do que o necessário.
A potência do motor do ventilador é determinada pela fórmula:
N = (Q * P) / (102 * 3600 * Eficiência),
Onde Q - desempenho (fluxo de volume de ar), P - pressão gerada.
Selecção de ventiladores de acordo com os requisitos
O processo de seleção de equipamentos de ventilação para uma instalação industrial (oficina, hangar) é um processo bastante interessante e complexo que um especialista deve fazer. Características de ventilação de instalações industriais em detalhe revisto aqui.
Para apartamentos comuns e casas particulares, já existem soluções prontas. No caso geral (para apartamentos de 2 a 3 quartos), temos a seguinte arquitetura do sistema de ventilação:
- nas salas de estar estão instalados ventiladores, cujo número depende do tamanho das instalações e do número de inquilinos;
- difusores de exaustão mais forro são integrados na cozinha e banheiro condutas de ar para a unidade de tratamento de ar.
O ventilador centrífugo inclui uma unidade de controle, um sistema de filtragem para purificação de ar, um motor elétrico e o próprio ventilador radial.
Para o sistema de ventilação acima, são adequados ventiladores de parede da série VF fabricados por ventiladores com capacidade de até 120 m.3/ hora
O mercado atual de equipamentos de ventilação é representado por uma ampla gama de empresas estrangeiras: Systemair, Soler & Palau, OSTBERG, Rosenberg, HELIOS, Maico, Ruck Ventilatoren GmbH, AeroStar, Blauberg, Elicent, Rhoss, Frapol, CMT CLIMA, HygroMatik GmbH, Winterwarm, Tecnair LV, AERIAL GmbH, MITA
Os produtos dessas empresas serão uma excelente solução para problemas de ventilação de qualquer escala.
Marcas nacionais Vents, Elcom, Domovent e Veza não são inferiores a elas na qualidade de produção e confiabilidade de equipamentos. Se houver dúvidas sobre a precisão dos cálculos feitos ou com a escolha de um modelo específico, recomendamos entrar em contato com o serviço de suporte de qualquer uma das empresas.
Se você é o proprietário de um edifício privado de 1-2 andares, um edifício industrial ou comercial de uma área semelhante (restaurante, armazém, sala de jantar, café, escritório), ao escolher o equipamento, é necessário levar em conta o volume de quartos, a freqüência de troca de ar, o comprimento e a seção transversal dos dutos principais.
As tarefas de ventilação e remoção de fumaça são facilmente tratadas por sopradores multi-zona ou ventiladores de teto da série CROM da empresa Wesa, fãs da série HV da empresa Vents e outros
Certifique-se de prestar atenção à funcionalidade adicional dos ventiladores centrífugos e à possibilidade de integração em uma variedade de sistemas de ar condicionado.
Assim, os sopradores radiais podem ser equipados com componentes auxiliares:
- temporizadores ajustáveis e interruptores de intervalo, sensores fotoelétricos e detectores de umidade;
- controladores de velocidade e indicadores de status;
- sensores para sobrecarga do motor e falha de energia da rede;
- absorvedores de vibração de mola ou isoladores de vibração de borracha.
Se o ventilador for colocado dentro do apartamento ou da casa, ele pode ser fechado com um painel frontal de plástico ou alumínio decorativo removível, levando em conta o interior da sala.
Para muitos usuários, o nível de ruído é um critério importante na escolha de um ventilador. Você está pegando um ventilador quieto no banheiro? Recomendamos familiarizar-se com uma classificação. fãs silenciosos.
Conclusões e vídeos úteis sobre o tema
No vídeo a seguir, os especialistas da Elcom estão disponíveis para falar sobre ventiladores centrífugos:
O seguinte é um ótimo exemplo de instalação de um ventilador doméstico em um banheiro:
Outra opção para instalar um ventilador doméstico de baixa potência em um apartamento:
O ventilador centrífugo clássico é o resultado de muitos anos de experiência no projeto e fabricação de equipamentos de ventilação. Esta não é apenas uma ótima solução para o setor, mas também uma ótima ferramenta de transporte aéreo para espaços residenciais e de escritórios.
Você está pensando em comprar um ventilador centrífugo? Ou notou uma discrepância no material desmontado? Faça suas perguntas, esclareça os aspectos tecnológicos no bloco de comentários.
Ou você já instalou tal fã no banheiro? Você está satisfeito com o trabalho dele? Você escolheu o poder certo do dispositivo para o seu quarto? Envie uma foto do seu fã e deixe seus comentários.
