Olika typer av fläktar: klassificering, användning och funktionsprincip

Fläkten är grunden för alla mekaniska ventilationssystem. Apparaten används flitigt i hemmet och är oumbärlig inom många områden av mänsklig verksamhet. När du planerar att köpa ventilationsutrustning måste du förstå specifikationerna för dess konstruktion och funktion.

I den presenterade artikeln beskrivs i detalj typerna av fläktar, deras konstruktionsegenskaper, funktionsprinciper och syftet med varje aggregat. Vi berättar om prioriterade riktningar för att välja lämplig modell. Här får du veta hur man väljer en enhet beroende på driftsförhållanden.

Klassificering av fläktar efter huvudparametrar

Fläktar är mekaniska apparater avsedda för att förflytta, tillföra eller suga ut luft- och gasmassor. Luftcirkulationen sker på grund av tryckskillnaden mellan inlopps- och utloppskanalen i ventilationsanläggningen.

Fläktar används överallt. Apparaterna är oumbärliga vid installation av till- och frånluftsventilationssystem i byggnader, vid blåsning av arbetselement i luftkonditioneringsapparater och värmeanordningar.

Fläktar är konstruerade för att arbeta med gaser vars kompressionsförhållande inte överstiger 1,15. Skillnaden i tryckvärden vid inlopp/utlopp är begränsad till 15 kPa – vid högre värde används en kompressor.

Allmän klassificering av ventilationsaggregat baseras på olika parametrar.

Bland de viktigaste graderingskriterierna kan nämnas:

• konstruktion och funktionsprincip för enheten;
• användning och driftsförhållanden för fläkten;
• installationssätt;
• metoder för anslutning av apparaten till elmotorn;
• tekniska egenskaper: IP-skyddsklass, skapat tryck, effektförbrukning, rotationshastighet, verkningsgrad och akustiskt trycknivå.

Efter konstruktionstyp skiljer man på fem modifieringar av fläktar: axialfläktar, centrifugalfläktar, diagonalfläktar, diametralfläktar och bladlösa fläktar.

Diagonala och diametrala aggregat anses vara varianter av de två huvudgrupperna av ventilationsaggregat: axial- och centrifugalfläktar. De nya bladlösa produkterna skiljer sig i grunden från sina släktingar.

Utifrån driftsförhållandena delas följande typer av fläktar in:

• allmänna fläktar;
• fläktar för speciella ändamål.

Till den första gruppen hör aggregat som är konstruerade för arbete med luft- och inaktiva gasflöden, vars temperatur inte överstiger +50°C. Den andra gruppen omfattar specialutrustning: värmebeständiga, explosionssäkra, dammtåliga, korrosionsbeständiga och rökavlägsnande.

Efter monteringssätt skiljer man på:

• standard – montering sker på ett stöd;
• takmonterade – montering på byggnadens tak;
• kanalfläktar – placeras inuti ventilationskanalen;
• flerzonsfläktar – modeller som är avsedda för anslutning till flera luftkanaler.

Som drivning för ventilationsaggregatet används elmotorer.

Flera sätt att koppla motorn till fläkthjulet är möjliga:

• direktkoppling;
• kilremsdrift;
• steglös koppling.

Efter att ha bestämt lämplig fläkttyp väljs en modell med optimala tekniska egenskaper.

Man tar hänsyn till serviceytan, installationsplatsen, tillåten ljudnivå, rummets luftfuktighet, behovet av att skydda apparaten från främmande föremål.

Funktionsprincip för olika typer av enheter

Det främsta urvalskriteriet för en fläkt är dess konstruktion och funktionsprincip. Konstruktionsdetaljer och tekniska nyanser avgör apparatens effektivitet, ljudnivå, driftsekonomi och möjligheten att använda den under specifika förhållanden.

Axialaggregat – klassisk fläkt

Axialfläktar används i stor utsträckning i ventilationssystem för privata hem, i frånluftsfläktar för badrum, i kombinerade frånluftsvarianter, som kylelement för olika maskiner och elektronik, samt i vindtunnlar och turbofläktmotorer inom flygindustrin.

Modellernas konstruktion kännetecknas av enkel utförande och små dimensioner. Huvudelement: cylindriskt hus, hjul med blad och drivning. Cylinderns innerdiameter måste säkerställa ohindrad rotation av arbetshjulet. Avståndet mellan bladen och huset begränsas till 1,5 % av det roterande bladets längd.

För att minska hydrauliska förluster och förbättra aerodynamiska egenskaper kompletteras konstruktionen med en kollektor, diffusor och kåpa på båda sidor av arbetshjulet.

Funktionsprincip: roterande blad fångar upp luft och trycker ut den längs med propelleraxeln. Förflyttning av luftströmmar i radiell riktning förekommer nästan inte. Utrustningens kapacitet regleras genom att vrida bladen.

Utmärkande egenskaper hos axialmodeller:

• kräver inte stor installationsyta;
• låg energiförbrukning;
• låg ljudnivå;
• enkel drift och underhåll;
• låg kostnad.

Fördelarna med drift och användning av axialfläktar har lett till deras stora popularitet inom hushåll. Höljesmodeller används i stor utsträckning för kylning av elektriska apparater och bärbara axialaggregat med galler.

För att förbättra luftväxlingen installeras axialfläktar med väggpanel i väggöppningar och andra bärande konstruktioner. Enheterna kan fungera i två lägen: insugning och utblåsning av luft.

Centrifugalmodell – styrka och hög effekt

Centrifugalfläktar (radiella) är mycket effektiva – aggregaten kan generera höga tryck och användas under tuffa förhållanden. Utrustningens konstruktion omfattar följande element.

Hus. Diffusorhuset tillverkas av plåt som nitas eller svetsas. Det ihåliga huset har en spiralliknande snäckform, och konstruktionen innehåller insugnings- och utblåsningsrör. För att ge styvhet förstärks höljet med ribbor eller tvärgående band.

Ovanpå 'snäckan' täcks den med en extra låda eller kläds med ljuddämpande paneler. Detta är nödvändigt för att minska bullret under driften av ventilationsaggregatet.

Arbetshjul. Bladrotorn består av två skivor, blad och nav.

Hjulets konstruktion bestämmer fläktens användningsförhållanden:

• skivlösa – transport av flöden med fasta beståndsdelar;
• enskiviga – förflyttning av luftmiljöer med låg halt av fasta fraktioner;
• tvåskiviga – cirkulation av rena luftmassor i olika tryckintervall;
• treskiviga – för att åstadkomma dubbelsidigt insug.

Infästningen av hjulet på axeln sker via nav. Bladen fästs vid skivorna och naven.

Blad. Arbetskarakteristik och aggregatets totala effektivitet beror till stor del på bladens form:

• aerodynamisk vinge – ger tyst drift, god prestanda, enhetens motståndskraft mot höga temperaturer;
• bakåtböjda – förhindrar dammansamling inuti fläkten, lämpliga för drift i miljö med högt tryck;
• framåtböjda – fläktar med främre ribbor är avsedda för arbete med stor luftvolym och högt tryck, kännetecknas av motståndskraft mot erosion;
• radiella – installationer med kompakta mått och medeleffektivitet, rotorstyrningarna behandlas med erosionsskyddande medel.

I hjul med bakre blad är skillnaden mellan statiskt och totaltryck liten, därför är deras verkningsgrad hög. Arbetseffektiviteten når upp till 80%.

Framåtböjda blad skapar hög hastighet på luftflödet vid utloppet. Aggregatet behåller 60% effektivitet. Fördelen med främre blad är att man får önskade parametrar vid mindre fläktstorlek

I centrifugalanläggningar kommer luften in i axiell riktning och trycks ut i radiell riktning. Luftmassorna rör sig under centrifugalkraftens påverkan i ett cylindriskt hölje.

Hela processen kan delas upp i flera steg:

1. När hjulet roterar strömmar luften mellan bladutrymmena mot rotorns kant.
2. Som en följd bildas en zon med lågt tryck i mitten av hjulet. Detta leder till sugning av luftmassor utifrån.
3. I mitten av kammaren ändrar luftströmmarna riktning från axiell till radiell, och kommer in i facken mellan bladen.
4. På grund av snabb rotation strömmar luftmassorna mot höljets innervägg.
5. Kinetisk energi omvandlas delvis till kompressionsenergi och lufthastigheten minskar – inuti snäckan samlas en voluminös luftström och ett övertryck bildas.
6. Den gasformiga massan strömmar mot utloppsröret, går in i rörledningen och därefter till arbetsområdet.

Centrifugalaggregat används i till- och frånluftssystem i stora lokaler, garage, köpcentrum och byggnader där kontinuerlig kraftfull ventilation krävs.

Radiella installationer används i farlig produktion för snabb borttagning av förorenad luft. Till exempel i trä- eller metallbearbetningsverkstäder, i fabrikshallar för utsug av rök och skadliga ångor

Diagonal – kombination av axial- och radialfläkt

Diagonalmodell – en syntes av två fläkttyper: axial- och centrifugalfläkt. Apparatens pumphjul har en speciell form – arbetshjulets konstruktion påminner om en trumma i en radialfläkt. Pumphjulets blad är placerade parallellt med rotationsaxeln.

Kombinerade fläktar har ett cylindriskt hölje och ser utvändigt mer ut som axialmodeller. Men arbetsprincipen är annorlunda på grund av pumphjulets konstruktionsegenskaper. Luften rör sig först längs axeln, och ändrar sedan riktning med 45°.

Tack vare centrifugalfläkten ökar luftflödets hastighet, vilket förbättrar ventilationseffektiviteten. Diagonalmodellernas verkningsgrad når upp till 80%.

Den största fördelen med en fläkt av blandtyp är att den uppnår en kompromiss mellan bullernivåer, prestanda och enhetens dimensioner.

Oftast används centrifugal-axialfläktar som kanalfläktar i små och medelstora ventilationssystem med långa kanaler. De används som frånluftsaggregat och tilluftsdon i trycksatta tilluftssystem.

Tangentiell installation – jämn luftström

En tangential- (diameter-) fläkt består av en långsträckt kåpa utrustad med diffusor och röranslutning, samt ett trumformat löphjul med lutande skovlar. Luften förflyttas två gånger vinkelrätt mot cylinderrotationsaxeln.

Kåpan på en diameterfläkt liknar höljet på en radialfläkt. Skillnaden är att på en tangentialfläkt är luftkanalen placerad längs sidopanelen.

Särskilda egenskaper hos diameterfläktar:

• höga aerodynamiska prestanda;
• förmåga att leverera jämnt flöde;
• möjlighet att vända fläkten för att välja luftriktning;
• tyst drift;
• hög verkningsgrad – upp till 60-70%.

Användningsområden: skapa luftridåer, fläktkonvektorer och användning i split-system.

Bladlös fläkt – innovativ teknik

Bladlösa fläktar för hushållsbruk dök nyligen upp på den inhemska marknaden för ventilationssystem. Deras funktionsprincip skiljer sig radikalt från de ovan beskrivna varianterna.

Den innovativa apparatens funktion bygger på medias strävan att utjämna tryckbalansen mellan utsidan och insidan av apparaten, samt på tekniken 'luftmultiplikator'.

Apparatens komponenter:

• ram i rund eller oval form avsedd för att dra in och släppa ut luftmassor;
• bas för fastsättning av ramen;
• miniturbin inbyggd i fläktens bas;
• motor.

Den innovativa fläkten fungerar enligt följande princip:

1. Efter att motorn slagits på startar turbinen.
2. När den roterar drar turbinen in luft genom perforeringar i basens hölje.
3. Under påverkan av turbulens accelereras luften 15 gånger och lämnar genom utloppsspringor som är placerade längs ramens omkrets.

Luftströmmarna strömmar runt ringens yta och riktas i önskad riktning.

Tack vare ventilationsenhetens aerodynamiska egenskaper dras luft från sidan och bakom den ringformade ramen in i den bildade luftströmmen.

Jämfört med traditionella modeller har fläktar utan blad en rad fördelar:

• mjuk reglering av luftflödets intensitet;
• bekvämlighet och absolut säkerhet vid användning;
• ändring av luftriktning genom justering av ringens position;
• arbetseffektivitet – elförbrukningen är 20% lägre jämfört med axialmodeller.

Enhetens huvudsakliga nackdelar: hög kostnad och hög ljudnivå.

Beroende på driftsförhållanden

När du väljer fläkt är det viktigt att ta hänsyn till användningsförhållandena. För användning i aggressiv miljö har specialiserade enheter utvecklats.

Aggregat för användning under normala förhållanden

Fläktar för allmänt bruk tillverkas av kolstål.

Enheterna får installeras om följande obligatoriska driftsvillkor uppfylls:

• stoftinnehåll i luften för radialenheter – högst 0,01 g/kubikmeter, för axialenheter – upp till 0,01 g/kubikmeter;
• arbetsmediets temperatur – upp till +50°C;
• frånvaro av kemiskt aggressiva, explosiva komponenter, fibrer och klibbiga partiklar i luften.

Gas-ång-luftmiljön får inte orsaka accelererade korrosionsprocesser, tillåten metallnedbrytningshastighet är 0,1 mm per år. Om driftstemperaturen överstiger gränsvärdet försämras motorns prestanda, som vanligtvis är placerad i luftströmmens flöde.

Det finns stålvärmebeständiga fläktar för allmänt bruk. Maximal temperatur för det transporterade mediet är upp till +200°C. Inhemska produkter märks med bokstäverna «Zj» och «Zj2».

Modeller för allmänt bruk används i system för luftvärme och ventilation i offentliga, bostads- och industribyggnader, samt för andra sanitära och tekniska ändamål.

Ventilationsaggregat för speciella ändamål

Specialfläktar brukar delas in i fem grupper:

• dammavskiljande;
• värmebeständiga;
• explosionssäkra;
• korrosionsbeständiga;
• röksugande.

Dammavskiljande enheter används för att rena luften från damm och smutspartiklar: trä- och metallspån, svetsslagg, spannmålsavfall. Luftflödet, som passerar genom rören, ändrar riktning från axial till radiell. Tack vare centrifugalkraften ändras också luftflödets hastighet.

Dammavskiljande enheter tillverkas av mässing, kolstål eller rostfritt stål. Maximal temperatur för arbetsmediet är +80°C. Det finns modeller av blandad typ: dammavskiljande, explosionssäkra och värmebeständiga.

Radialfläktar med låg effekt för damm installeras på fordon som transporterar spannmålssammansättningar. Högtrycksapparater används i stora produktionslokaler.

Värmebeständiga aggregat är avsedda för att flytta luft vars temperatur överstiger +80°C.

På grund av de hårda driftsförhållandena måste fläktarna ha särskilda egenskaper:

• värmeisolering av elmotorn och placering utanför luftströmmen;
• hög motorskyddsnivå – IP44 och högre;
• tillverkning av konstruktionselement i värmebeständiga material (värmebeständig polyamid, aluminiumlegering, rostfritt eller kolstål);
• brett temperaturområde.

Värmebeständiga fläktar används vid installation av ventilationssystem för bastur och bastu, bortledning av högtempererad frånluft från öppen spis eller ugn, samt avlägsnande av förbränningsprodukter från produktionsplatser.

Värmebeständiga aggregat kan ha axial- eller radialutförande. Oftast används högtemperaturfläktar i ventilationskanaler, men det finns modifieringar som monteras utan luftkanaler

Explosionsskyddad ventilationsutrustning är avsedd för bortledning av explosiva gasblandningar. Till denna kategori hör blandningar där antändning av den minsta partikeln antänder hela den återstående gasvolymen.

Kraven på explosionssäkerhet för elektrisk utrustning regleras av ATEX EC-direktiven. Beroende på explosionsriskgraden i zonerna kan ventilationsanläggningarna skyddas av:

• kvarts- eller oljefyllning av höljen för strömförande delar;
• tätning med compound – polymermaterial;
• explosionssäkra beläggningar.

Materialet för tillverkning av inloppskollektorer, löphjul och hölje är rostfritt stål, aluminiumlegeringar och grupper av olikartade material: rostfritt stål-mässing, brons, elektriskt ledande plast.

Olikartade material kombineras på ett sådant sätt att en gnista inte kan uppstå vid slag eller friktion mot varandra

Korrosionsbeständiga fläktar är avsedda för transport av aggressiva icke-explosiva luftgasblandningar med låg dammhalt, samt frånvaro av fibrösa och klibbiga komponenter.

Material för tillverkning av apparatens delar: titanlegeringar, polypropen, vinylplast. Alternativt sprutbeläggs arbetselementen med en korrosionsskyddande beläggning – korrosionsbeständigt stål av märket 08Ch13 eller titanlegering.

Användningsområde för «rostskyddade» fläktar:

• järnmetallurgi;
• processlinjer för tillverkning av mineralgödsel;
• koltillverkning;
• lufttillförsel till pannor med kokande blandning;
• cirkulation av vattenånga med föroreningar av fenol, alkali och svavelväte;
• linjer för koks- och kemiska kombinat.

Rökevakueringsfläktar är kraftfulla eldfasta enheter som installeras i byggnadens ventilationssystem och arbetar för att blåsa ut rök ur rummet. Höga tekniska krav ställs på aggregaten.

Vid brand måste fläkten fungera oavbrutet i 2 timmar vid en temperatur på utblåsningsluften upp till +400°C. Vid temperaturökning till +600°C – upp till 1 timme.

Användningsområde – system för rökventilation i byggnader av olika ändamål. 'Rökutsugare' installeras på taket av rummet med hjälp av en monteringsfläns och ansluts till rökavlägsnande luftkanaler.

Beroende på fläktens konstruktion kan två- eller fyrsidig rökutblås ske i horisontell eller vertikal riktning. Det finns möjlighet för aggregaten att fungera i allmänventilationsläge för huset.

Typer av fläktar efter monteringssätt

Som nämnts ovan, efter installationsmetod delas ventilationsanordningarna in i 4 grupper: standard, takmonterade, kanalfläktar och flerzonsfläktar.

Vanliga fläktar levereras vanligtvis med en stödram eller hållare. Deras installation orsakar inga svårigheter.

Takmonterade aggregat installeras på byggnadens tak och utgör den sista länken i byggnadens ventilationssystem. Sådana fläktar utsätts för negativa yttre faktorer (regn, snö, vindbyar) och tillverkas därför av särskilt hållbara material. Nästan alla modeller är utrustade med en skyddskon som förhindrar igensättning av höljet.

Takmonterade ventilationsapparater fungerar enligt axial- eller centrifugalprincipen. Det första alternativet används oftast för normal miljö, och det andra för dammig och aggressiv miljö.

Vid val av takfläkt tar man hänsyn till det aktuella rummets specifikationer. Till exempel för ett dagis, sjukhus eller skola väljs en modell med låg ljudnivå. För en produktionshall är utrustningens effekt prioritet.

Kanalventilationsaggregat placeras i ventilationskanaler och utför från- och tilluft genom ett system av luftkanaler. Konstruktionen av kanalfläktar är vanligtvis av diagonal eller radial typ, mer sällan axial.

Valet av apparat görs med hänsyn till luftkanalens form. Aggregat tillverkas för runda, fyrkantiga och rektangulära schakt.

Kanalfläktar av rektangulär eller fyrkantig form tillverkas av metall, runda – av plast. Metallhöljet är slitstarkt och hållbart, medan plast är mindre bullrigt.

Fläktaggregat för flera zoner är utrustade med ett hölje som gör det möjligt att ansluta flera frånluftskanaler från olika zoner. Sådana fläktar är oumbärliga i utrymmen där man behöver installera utsug i flera rum, men bara en frånluftskanal finns.

Fläktenheter med flera kanaler gör det möjligt att optimera kanalsystemet, minska kapitalkostnader och arbetsintensitet vid installation av hemmets ventilationssystem.

En ytterligare fördel är förenklad drift. Man behöver bara underhålla en fläkt istället för flera.

Varianter av hushållsventilationsmodeller

Hushållsfläktar klassificeras ytterligare efter installationsplats.

Fönster. Apparaten monteras i fönstret eller väggen nära fönstret, ingen kanal. Sådan utrustning används främst i offentliga lokaler: caféer, frisörsalonger etc. Att själv skära in i installerade PVC-fönster är problematiskt.

Fönsterfläktar tillverkas med rund och fyrkantig profil. Vissa modeller är utrustade med backventil som förhindrar damm från att tränga in i bostaden.

Köksfläktar. De avlägsnar ångor och olika dofter som uppstår vid matlagning. Fläkten monteras direkt i köksfläkten. Beroende på konstruktion skiljer man på platta, kupolformade och inbyggda fläktar. Köksfläktar måste vara värmebeständiga och ha ett yttre skyddsnät.

Utrustning för badrum. För att öka effektiviteten av frånluftsventilation i toalett och badrum används påmonterade vägg- och takfläktar. Kompakta enheter är ekonomiska och enkla att installera.

Den inre delen av höljet placeras i ventilationskanalen, medan den yttre delen sticker ut och täcks av ett ventilationsgaller. I badrummet är det lämpligt att använda en fläkt med fuktighetsgivare.

Oavsett typ av fläkt man väljer bör man ägna särskild uppmärksamhet åt apparatens märkning, nämligen IP-skyddsklass. IP-standarden beskriver utrustningens skydd i en icke-aggressiv miljö.

Första siffran har ett värde inom intervallet 0-6 och anger skyddsnivån mot inträngning av främmande föremål, damm och kontakt med händer.

Skyddsnivån mot inträngning av fukt i höljet anges av den andra siffran i märkningen.

Hög sannolikhet för vatteninträngning i apparater med värdet '0'. De är endast tillåtna att installeras i 'torra' utrymmen. Den högsta skyddsgraden '8' garanterar fläktens integritet vid fullständig nedsänkning i vatten.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Video #1. Arbetsprincip och konkurrensfördelar med den bladlösa fläkten:

Video #2. Konstruktion av centrifugalfläkten VTsUN:

Video #3. Konstruktion av den runda kanalfläkten:

Fläktarnas modellutförande och tekniska driftegenskaper gör det möjligt att välja optimal utrustning för både hushålls- och industriell användning. Ventilationssystemens konstruktioner förbättras ständigt för att anpassas till kundernas behov.

Har du frågor när du läser artikeln? Vill du rapportera användbara nyanser vid val av utrustning? Skriv gärna kommentarer i blocket nedan.