В этой статье подробно поговорим про работу крышных вентиляторов. Как мы знаем, крышный вентилятор — это вентилятор имеющий горизонтальное расположение рабочего колеса и корпуса, в котором выходное отверстие имеет, как правило, кольцевую форму и вертикальное расположение электродвигателя. Поговорим о работе крышных вентиляторов.
1. Одним из важнейших факторов, влияющих на работоспособность крышных вентиляторов, является температура окружающего воздуха и ее суточные перепады. В большинстве крышных вентиляторов электродвигатель находится в условиях окружающей среды и в нерабочем состоянии принимает температуру окружающей среды.
При низких отрицательных температурах запуск электродвигателя крышного вентилятора происходит на холодном воздухе, и в случае, если в воздуховодах перемещается также холодный воздух, для его перемещения необходима увеличенная мощность из-за возросшей плотности воздуха. Кроме того, при низких температурах наружного воздуха густеет смазка в подшипниках электродвигателя (повышается ее вязкость). По этим причинам при включении крышного вентилятора при низких отрицательных температурах двигатель крышного вентилятора испытывает повышенные нагрузки и потребляет повышенные пусковые токи по сравнению с запуском при нормальной температуре. Именно поэтому, в частности в отечественных вентиляторах, электродвигатели имеют соответствующий запас мощности. Если же температура наружного воздуха опускается ниже — 45 0С, то с формальной точки зрения использовать обычные двигатели серии АИР нельзя, поскольку по техническим условиям они предназначен для работы при температурах выше — 45 0С. При таких низких температурах целесообразно применять двигатели специального исполнения.
2. Предотвращение выхода теплого воздуха. Для предотвращения выброса теплого воздуха обычно устанавливают обратный клапан. Как правило, его размещают на входе в вентилятор. В этом случае электродвигатель находится в холодном воздухе. Так как клапан не является герметичным, то возможно использование льда в кольцевом зазоре между створками клапана (см. рисунок) и стенкой канала, в котором он установлен. Кроме того, потенциально опасно образование льда в узком кольцевом зазоре между входным коллектором и передним диском рабочего колеса. Этот лед при запуске электродвигателя может воспрепятствовать его вращению, и двигатель выйдет из строя.
Схема воздействия на крышный вентилятор
1 – кольцевой зазор
2 – стакан
3 – клапан
4 – поддон
5 – слив конденсата
3. Следующей проблемой являются атмосферные осадки. Высота стакана должна быть такой, чтобы исключить занос вентилятора снегом. Крышный вентилятор не должен допускать попадание осадков внутрь помещения через всасывающую шахту вентилятора.
Обычно это обеспечивается:
• установкой колпака соответствующего размера (который является принадлежностью вентилятора), препятствующего прямому попаданию внутрь вентилятора атмосферных осадков;
• отводом влаги с основания крышного вентилятора (имеется в виду основание, с помощью которого вентилятор устанавливается на стакан, на нем под рабочим колесом может скапливаться влага), что должно быть предусмотрено в конструкции крышного вентилятора;
• установкой поддона внутри шахты под вентилятором для отвода конденсата (поддон не является принадлежностью вентилятора).
Следует отметить, что далеко не все крышные вентиляторы, в том числе и производимые российскими предприятиями, имеют конструктивные элементы, обеспечивающие соответствующую защиту.
4. Конденсация влаги на обратном клапане. Поскольку в большинстве случаев обратный клапан устанавливается перед входом крышного вентилятора, холодный воздух при неработающем вентиляторе проникает к обратному клапану и на его внутренней, теплой стороне возможно образование конденсата, который стекает в поддон. При значительной отрицательной температуре воздуха на внутренней поверхности обратного клапана возможно образование льда, который может препятствовать открыванию клапана при включении вентилятора.
5. Защита от птиц и других внешних воздействий. Поскольку крышный вентилятор стоит на крыше, его рабочее колесо обязательно со всех сторон закрывают защитной сеткой или защитной решеткой (прозрачной для потока воздуха), чтобы исключить попадание в рабочее колесо птиц. Кроме того, это защищает персонал, периодически обслуживающий вентилятор.
Исторически сложилось так, что в России используются в основном крышные вентиляторы с веерным выбросом, которые имеют определенную защиту от внешних воздействий (колпак). Вентиляторы с факельным выбросом (обычно это импортные вентиляторы), на наш взгляд, требуют квалифицированной оценки возможности применения в зимних условиях. В таких вентиляторах, если граница между теплым внутренним и холодным наружным воздухом проходит по открывающейся части крыши, надо быть уверенным, что при возможном образовании льда на крыше она откроется при включении вентилятора. Если же вентилятор с факельным выбросом скомпонован из вентилятора с веерным выбросом за счет установки вокруг него цилиндрической обечайки, направляющей поток вверх, то в зимнее время надо периодически контролировать свободу выхода потока из вентилятора.
Шум крышного вентилятора включает две составляющие:
1) шум, распространяющийся из входного отверстия вентилятора внутрь здания;
2) шум, распространяющийся из выхода вентилятора в окружающее пространство.
Оба эти составляющие описываются звуковыми мощностями. Часто бывает, что крышный вентилятор устанавливают на более низком здании, чем расположенные рядом с ним. В таких случаях очень важен шум, распространяющийся из выходного отверстия вентилятора в окружающее пространство. Для его снижения (при заданных аэродинамических параметрах вентилятора) можно, во-первых, правильно выбрать аэродинамическую схему крышного вентилятора, во-вторых, максимально уменьшить аэродинамическое сопротивление системы воздуховодов, в-третьих, использовать шумозащитные экраны вокруг вентилятора.
Кроме шума существенную роль могут играть вибрации крышного вентилятора, поскольку полностью отбалансировать ротор крышного вентилятора очень сложно и остаточные вибрации (в пределах норм) всегда имеют место. Крышный вентилятор обычно ставится на бетонное или металлическое основание (стакан), и необходимо предотвратить прямой контакт металлической конструкции вентилятора с бетонной или металлической конструкцией основания. Поэтому крышные вентиляторы малых номеров крепят на основание через мягкие прокладки, а вентиляторы больших номеров устанавливают на виброизоляторы.
Как правило, вентиляционные сети для крышных вентиляторов проектируются с небольшим аэродинамическим сопротивлением, что обусловлено схемой их применения. Кроме того, если в вентилируемом помещении в зоне вытяжки температура выше, чем снаружи, то работе крышного вентилятора помогает дополнительный гравитационный напор.
Поэтому основная задача разработки крышного вентилятора состоит в получении максимальной производительности при технически разумных минимальных габаритах вентилятора.
