ABC wentylacji. Dobór wentylatora

Zobacz artykuł w wersji pdf pdfpdf pdf

* Środowisko Na pracujący wentylator oddziaływują środowiska: zewnętrzne i wewnętrzne, które wywołują korozję elementów zewnętrznych (obudowa, konstrukcja nośna, przekładnie) i wewnętrznych (obudowa, wał, wirnik). Obydwa te środowiska wymuszają stosowanie różnych materiałów do jego budowy. I tak:

– dla powietrza z zanieczyszczeniami powodującymi korozję stosuje się stale kwasoodporne, stale węglowe pokryte lakierami kwasoodpornymi, aluminium, ołów oraz tworzywa sztuczne, tj. gumę, ebonit, winidur w ograniczonym przedziale temperatur od -5 do +60oC. Przy transporcie powietrza z zanieczyszczeniami o dużej koncentracji, szczególnie pyłami, wentylator powinien mieć wirnik o małej prędkości obwodowej;

– dla powietrza i gazów o wysokiej temperaturze używa się stopów metali odpornych na wysoką temperaturę;

– dla gazów łatwopalnych i wybuchowych używa się aluminium lub mosiądzu oraz konieczne zabezpieczenie przez uziemienie obudowy;

– dla powietrza o dużej zawartości wilgoci i możliwości zbierania się wody w obudowie należy w dolnej jego części zamontować odwadniacz z zamknięciem wodnym, materiały do budowy odporne na korozję.

Do transportu powietrza zanieczyszczonego pyłami, parami, gazami agresywnymi oraz o wysokiej temperaturze nadają się bardziej wentylatory promieniowe, ponieważ łożyska wału wirnika są umieszczane na zewnątrz obudowy, mogą być ekranowane od gorącej obudowy, chłodzone powietrzem, a przy temperaturze otoczenia powyżej 120oC łożyska ślizgowe chłodzone wodą.

* Hałas Poziom zakłóceń akustycznych wywołanych przez wentylatory może wynieść nawet 100 dB. Na poziom hałasu wywołanego przez wentylator mają wpływ: prędkość obwodowa wirnika, kształt i liczba łopatek, sposób łożyskowania, sztywność obudowy i wyważenie wirnika.

Wentylator stanie się mniej hałaśliwy, gdy: zastosujemy napęd pasowy zamiast bezpośredniego, starannie wyważymy wirnik, starannie go zamortyzujemy, zwiększymy ilość łopatek i odpowiednio je wyprofilujemy, zmniejszymy prędkość obwodową wirnika (lepiej jest zastosować większy wentylator niż zwiększać prędkość obwodową wirnika).

W przypadku pracy wentylatora bez sieci przewodów należy przesunąć widmo jego szumów w kierunku mniejszych częstotliwości zakresu akustycznego. Dobieramy wentylator o mniejszej liczbie łopatek. Ważne jest właściwe ukształtowanie elementów łączących sieć przewodów z otworami: wlotowym i wylotowym wentylatora, a w wentylatorze osiowym – poprzez odpowiednio wyprofilowane kierownice.

Poziom mocy akustycznej (ciśnienia akustycznego) można określić za pomocą ogólnych, empirycznych wzorów:

– dla wentylatorów promieniowych:

An = An(a) + 10*log V + 20*log Hc [dB],

– dla wentylatorów osiowych:

An = An(a) + 10*log V + 22,5*log Hc [dB], gdzie:

V – wydajność wentylatora [m3/s],

Hc – spręż całkowity wentylatora [kG/m2],

An(a) – wielkość stała, charakterystyczna dla danego typu wentylatora, zależna od jego konstrukcji -„hałaśliwość właściwa” – [dB], która dla Swmax (dla punktu Swmax charakterystyki wentylatora) jest w przybliżeniu jednakowa dla różnych typów wentylatorów i wynosi:

An(a) = 57 +/-4 dB, a dla źle skonstruowanych wentylatorów może być o 10 dB większa.

Biorąc pod uwagę fakt, że An(a) jest funkcją wyróżnika wydajności ww. (patrz artykuł z „Poradnika ABC” 1/2012) i wyróżnika sprężu ws, można napisać ww. wzory w postaci:

An = An(a) + 50*log u + 20*lg D [dB], gdzie:

An(a) jest funkcją  ww i ws,

u – prędkością obwodową wirnika [m/s],

D – średnicą koła wirnika wentylatora [m].

Moc akustyczną wentylatora można też przedstawić w zależności od mocy prądu pobieranego

przez wentylator:

An = 77 + 10*log N + 10*log Hc [dB],

gdzie:

N – moc wentylatora [kW].

Pozostaje nam ustalić, w jakim systemie ma pracować wybrany wentylator. Czy ma to być:

– praca w układzie ssawnym – wentylator pokonuje jedynie opory przepływu po stronie ssawnej i swobodnie wytłacza powietrze,

– praca w układzie tłocznym – wentylator pokonuje jedynie opory po stronie tłocznej, a powietrze swobodnie zasysa przez otwór wlotowy wentylatora (lub przez dwa otwory wlotowe, jeśli jest to wentylator dwustronnie ssący),

– praca w układzie ssąco-tłoczącym.

Możemy już dobrać wentylator, pamiętając, że:

– obliczoną wydajność (suma wydajności wylotów nawiewnych lub wlotów wywiewnych) powiększamy o:

a) 10% przy wentylacji ogólnej ze względu na możliwość wypływu powietrza przez nieszczelności,

b) 15% w przypadku odciągów miejscowych.

– ciśnienie całkowite wentylatora współpracującego z siecią przewodów jest sumą bezwzględnych wartości ciśnienia całkowitego w przewodach przed i za wentylatorem,

– zapotrzebowanie mocy na wale silnika napędzającego wentylator wyniesie:

Ns = (V * Hc)/(3600 * 102 * Sw) [kW], gdzie:

V – wydajność wentylatora w [m3/h],     Hc – spręż całkowity [kG/m2],   Sw = Sw1 * Sp, gdzie:

Sw1 – współczynnik sprawności wentylatora dla wentylatorów dużych (0,6-0,8), średnich (0,5-0,6) i małych (0,3-0,5),

Sp – współczynnik sprawności przekładni (dla przekładni pasowych: 0,9-0,92).

Wentylator dobiera się na podstawie charakterystyki wyrażającej zależność Hc = f[V] w ten sposób, żeby punkt pracy leżał w obszarze maksymalnej sprawności wentylatora. Jeśli przez wyznaczony punkt pracy nie przechodzi charakterystyka wentylatora, to należy dobrać wentylator z najbliższej charakterystyki i przez zmianę obrotów dostosować go do wymaganych warunków pracy. Liczba obrotów może być zmieniana w zakresie +/-30%, co pociąga za sobą obniżenie sprawności wentylatora o ok. 5%.

Zmianę wydajności ciśnienia całkowitego i zapotrzebowania mocy wentylatora, przy zmianie obrotów, oblicza się z zależności:

V1/V2 = n1/n2,

Hc1/Hc2 = n12/n2,

N1/N2 = n13/n2.

Charakterystyki wentylatorów sporządzone są dla powietrza o ciężarze objętościowym g = 1,2 kG/m3, t = 20oC i ciśnieniu 760 mmH2O. Jeśli parametry powietrza odbiegają od powyższych, to przy stałej wydajności wentylatora V [m3/h] – V20 = Vt, przy temperaturze t, pozostałe parametry mają wielkość:

Hct = H20 * (gt/g20) [kG/m2],

Nt = N20 * (gt/g20) [kW].

Ciśnienie całkowite musi być równe rzeczywistym, zmienionym stratom ciśnienia w sieci:

Hct = hc sieci i wówczas: Hct = Hc20 * (bt/760) * 293/(273 +t) [kW],

gdzie bt – ciśnienie powietrza w temperaturze t.

Rzeczywiste zapotrzebowanie mocy na wale silnika wentylatora wyniesie:

Nst = Ns20 * (gt/g20) [kW].

I jeszcze jedna możliwość zmiany wydajności wentylatorów geometrycznie podobnych to zmiana średnicy króćca wlotowego wentylatora, np. z d1 na d2 i wówczas wydajność wentylatora będzie miała wartość:

V2 = V1 * d22/d1 [m3/h].

Dorota Węgrzyn

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij