Почему осе-центробежные вентиляторы пользуются популярностью в промышленной вентиляции?

Что такое вентилятор смешанного потока? Основы аэродинамики и применение в промышленности

Гибридная конструкция: как вентиляторы смешанного потока объединяют принципы осевых и центробежных вентиляторов

Вентиляторы смешанного потока объединяют элементы как осевого, так и центробежного воздушного потока за счёт специально спроектированных лопаток рабочего колеса, установленных под уникальными углами. Когда воздух поступает вдоль оси, он перенаправляется радиально, создавая спиральное движение. В результате достигается более высокое статическое давление по сравнению с обычными осевыми вентиляторами, при этом общий расход воздуха остаётся достаточно высоким. Одним из главных преимуществ таких вентиляторов является отсутствие необходимости в ремённых передачах, характерных для устаревших центробежных моделей. Согласно Справочнику ASHRAE по системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) за 2023 г., такая конструкция позволяет сократить эксплуатационные расходы на техническое обслуживание на 30–50 %. Кроме того, компактные корпуса этих вентиляторов обычно изготавливаются из коррозионностойких материалов. Форма корпусов также тщательно продумана: плавные изгибы помогают снизить турбулентность и минимизировать потери энергии в процессе работы.

Почему именно такое сочетание характеристик делает вентиляторы смешанного потока идеальным решением для требовательной промышленной вентиляции

Аэродинамический компромисс обеспечивает ключевые преимущества для промышленных условий:

• Универсальность по давлению : способны работать при статическом давлении 150–630 Па в воздуховодных сетях
• Эффективное использование пространства : занимаемая площадь на 40 % меньше, чем у эквивалентных центробежных установок
• Способность адаптации к нагрузке : обеспечивают стабильный расход воздуха даже при засорении фильтров или росте сопротивления воздуховодов

Такой профиль эксплуатационных характеристик делает технологию вентиляторов смешанного потока особенно эффективной на химических заводах и производственных предприятиях, где одновременно присутствуют ограничения по площади, агрессивные пары и изменяющиеся требования к вентиляции. Их способность поддерживать расход воздуха при растущем системном давлении — подтверждённая в ходе модернизации вентиляционных систем фармацевтических предприятий ЕС — предотвращает опасное накопление вредных паров в периоды пиковой загрузки производства.

Ключевые преимущества вентиляторов смешанного потока в реальных условиях промышленной вентиляции

Более высокое статическое давление по сравнению с осевыми вентиляторами — без габаритов, характерных для центробежных

Смешанные вентиляторы способны создавать статическое давление на 30–50 % выше по сравнению со стандартными осевыми вентиляторами, при этом занимая значительно меньше места. Это особенно важно для заводов и складов, где каждый квадратный фут имеет значение. Высокая эффективность таких вентиляторов обусловлена их специальной конструкцией рабочего колеса, объединяющей скоростные характеристики осевых вентиляторов и способность создавать давление, присущую радиальным вентиляторам. Благодаря этому воздух перемещается эффективно даже по сложным системам воздуховодов, с которыми другие типы вентиляторов справляются с трудом. Традиционные центробежные вентиляторы требуют значительной площади на полу и зачастую предполагают масштабные монтажные работы, тогда как смешанные вентиляторы легко устанавливаются непосредственно в существующие воздуховоды. Для производственных предприятий, стремящихся сэкономить пространство без потери производительности воздушного потока, такое соотношение эффективности становится настоящим прорывом. Согласно отраслевым отчётам Министерства энергетики США, опубликованным в 2022 году, компании смогли сократить площадь машинных помещений примерно на 40 % после перехода с центробежных вентиляторов на вентиляторы смешанного типа, сохранив при этом прежний уровень вентиляционной производительности.

Повышение энергоэффективности за счёт интеграции двигателей с электронным коммутатором (EC) при переменных нагрузках

Совместное применение двигателей с электронным коммутатором (EC) и технологии смешанного потока позволяет сократить энергозатраты до 55 % по сравнению с традиционными вентиляторами, работающими от переменного тока, — согласно исследованию компании Greenheck 2023 года по эффективности вентиляторов смешанного потока. Двигатели EC обладают полезной особенностью: они автоматически регулируют свою частоту вращения в зависимости от текущих потребностей системы, что исключает неоправданный расход электроэнергии при работе на неполной мощности. А при сочетании этих «умных» двигателей со специально разработанными рабочими колёсами для смешанного потока, обеспечивающими более эффективное перемещение воздуха, общее энергопотребление всей системы значительно снижается на протяжении всех циклов производства. Предприятия, функционирующие круглосуточно и ежедневно? Они могут экономить десятки тысяч долларов в год на оплате электроэнергии, не жертвуя при этом точностью контроля температуры и качества воздуха в помещениях.

Компактная встраиваемая установка: решение проблемы нехватки места при модернизации существующих объектов

Осевые радиально-осевые вентиляторы имеют цилиндрическую форму, что позволяет устанавливать их непосредственно в существующие воздуховоды, значительно упрощая модернизацию систем вентиляции в старых зданиях. Для осевых вентиляторов требуются длинные прямые участки воздуховодов, а центробежным — дополнительное пространство вокруг них. В отличие от них, данные новые вентиляторы легко вставляются между существующими секциями воздуховодов и практически не требуют свободного места. Согласно опросу Технического комитета 5.12 ASHRAE, проведённому в прошлом году, такой подход позволяет избежать масштабных конструктивных изменений примерно в четырёх случаях из пяти при модернизации. Предприятия с устаревшей инфраструктурой и так зачастую сталкиваются с ограниченным пространством. Эти вентиляторы решают проблемы, вызванные низкими потолками или перегруженными машинными отделениями, где попросту не хватает свободного места. Кроме того, благодаря малому весу их можно подвесить к потолку без необходимости усиления несущей конструкции ниже.

Доказанная эффективность и надёжность осевых радиально-осевых вентиляторов в агрессивных средах

Коррозионностойкая конструкция для химических, пищевых и фармацевтических предприятий

Осевые вентиляторы смешанного потока оснащены корпусами из нержавеющей стали и специальными композитными покрытиями, разработанными для эксплуатации в суровых условиях многих промышленных объектов. К таким условиям относятся агрессивные химические вещества, высокая влажность, возникающая при регулярной мойке, и экстремальные значения pH, которые обычно приводят к повреждению стандартного оборудования. Каков результат? Снижение риска микробного обрастания поверхностей и постепенного разрушения материалов, а также улучшение циркуляции воздуха, способствующее поддержанию чистоты. Службы технического обслуживания фармацевтических предприятий, как правило, сокращают расходы на техническое обслуживание примерно на 40 % при переходе с обычных вентиляторов на вентиляторы с такими покрытиями. На предприятиях по переработке мяса сроки замены оборудования увеличиваются примерно вдвое при установке этих коррозионностойких вентиляторов вместо более дешёвых аналогов. Ведь этим вентиляторам необходимо выдерживать постоянное воздействие кислотных паров и ежедневные процедуры дезинфекции. Кроме того, плотные уплотнения предотвращают проникновение внутрь пыли и других частиц, что помогает производителям пищевой продукции соблюдать строгие требования HACCP в отношении контрольных точек безопасности.

Стабильная подача потока через сложные сети воздуховодов: полевая проверка на объектах в ЕС

Исследования, проведенные на различных производственных площадках по всей Европе, показывают, что вентиляторы смешанного потока обеспечивают стабильность расхода воздуха в пределах примерно ±3 % даже при установке в сложных воздуховодных системах с несколькими ответвлениями и несколькими поворотами под прямым углом. Эти вентиляторы не страдают от тех же проблем, что и осевые агрегаты, которые склонны к помпажу при наличии противодавления. Более того, они достигают КПД передачи энергии около 85 % даже при загрязнении фильтров или изменении условий нагрузки — это особенно важно для обеспечения надлежащей вытяжки паров и газов на автомобильных окрасочных участках, где рабочим необходим чистый воздух. Например, на одном из химических предприятий долгое время сохранялись проблемы с локальными перегревами до тех пор, пока не была модернизирована старая воздуховодная система длиной 300 метров. Теперь наблюдается стабильный расход воздуха (CFM), несмотря на сохраняющиеся колебания давления, достигающие 500 Па статического давления. Причина такой высокой производительности заключается в конструкции этих вентиляторов: их рабочие колёса спроектированы с особыми аэродинамическими особенностями, которые преобразуют обычно хаотичный входящий поток воздуха в плавный и устойчивый выходной поток без раздражающих пульсаций, характерных для других типов вентиляторов.

Сравнение осе-радиальных вентиляторов с альтернативными решениями: выбор системы вентиляции на основе данных

Выбор промышленных систем вентиляции зачастую сводится к выбору между вентиляторами смешанного потока и их традиционными аналогами — осевыми или центробежными моделями. Осевые вентиляторы отлично справляются с перемещением больших объёмов воздуха, однако начинают терять эффективность при статическом давлении свыше примерно 300 Па. Центробежные вентиляторы способны работать при значительно более высоких давлениях, но для их правильной установки требуется достаточно много места. Именно здесь проявляют свои преимущества вентиляторы смешанного потока. Эти агрегаты способны преодолевать статическое давление свыше 1000 Па, при этом их компактные габариты позволяют устанавливать их даже в ограниченных по площади помещениях — что делает их идеальным решением при модернизации старых зданий, где свободное пространство ограничено. Учёт энергопотребления добавляет ещё один аспект к принятию решения. Согласно результатам исследований компании Greenheck, проведённых в прошлом году по оценке характеристик вентиляторов, вентиляторы смешанного потока потребляют при нормальных условиях эксплуатации примерно вдвое меньше электроэнергии по сравнению с центробежными вентиляторами с загнутыми вперёд лопатками. По сути, они объединяют лучшие черты обоих типов: способность центробежных систем работать при высоком давлении и компактность осевых вентиляторов. Поэтому они особенно эффективны в системах воздуховодов, где важно поддерживать надлежащий баланс воздушного потока без излишнего расхода энергии.

Раздел часто задаваемых вопросов

Что такое вентиляторы смешанного потока?

Вентиляторы смешанного потока — это тип вентиляторов, сочетающий элементы осевого и центробежного воздушных потоков для обеспечения более высокого статического давления и повышенной эффективности воздушного потока.

Где обычно применяются вентиляторы смешанного потока?

Эти вентиляторы идеально подходят для требовательных промышленных условий, например, на химических заводах, производственных предприятиях и в других местах, где одновременно присутствуют ограничения по занимаемому пространству, агрессивные газы и изменяющиеся требования к вентиляции.

Чем вентиляторы комбинированного потока отличаются от осевых и центробежных вентиляторов?

Вентиляторы смешанного потока создают более высокое статическое давление по сравнению с осевыми вентиляторами и занимают меньше места по сравнению с центробежными вентиляторами, что делает их универсальным решением для задач вентиляции.