(5.4.11) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 4.4.6.  Диаметр отверстий диафрагм для воздуховодов круглого

сечения

 
 
 

Рис. 5.4.5. Пример расчета воздухораспределительной сети 

       Потери в стальных воздуховодах  определяем по номограммам (рис. 5.4.4). 

       Потери на местное сопротивление  складываются из: 

 

Рис. 5.4.6. Потери давления в гибких воздуховодах 

 

Рис. 5.4.7. Характеристика диффузора типа диаметром 160 мм

       •  потерь   давления   в   диффузорах   диаметром  160 мм и расходом воздуха 120 м³/час — 22 Па;

       •  потерь в переходах с  одного сечения на другое по формуле 5.4.11;

       •  потерь давления во входной  решетке, по паспорту - 50 Па. 

       Для удобства расчета составляем  таблицу потерь давления. 

Таблица к примеру  расчета потерь давления

 

       Далее аналогичным образом производим  расчет падения давлений по каждой ветви. Разность между полным располагаемым давлением и падением давления ветви не должна выходить за пределы ±10 %. В тех ветвях, где расхождение больше ±10%, необходимо установить диафрагмы, методика расчета которых изложена выше.

       Следовательно, в рассчитываемой сети необходим вентилятор, обеспечивающий расход воздуха 600 м³/ч и давление 115 Па. Выбираем вентилятор фирмы К200М, характеристики которого приведены на рис. 5.4.8. 

Данные в рабочей  точке

Шумовые характеристики

Рис. 5.4.8. Характеристика вентилятора  К200М фирмы Sestemair 

5.4.3. Совместная работа  вентиляторов

       В ряде случаев для обеспечения  заданной подачи или давления  в сети, повышения надежности системы или из-за архитектурно-планировочных проблем возникает необходимость совместной работы нескольких вентиляторов.

       Для повышения давления в сети  вентиляторы включаются последовательно, для повышения подачи — параллельно. В некоторых случаях бывают смешанные соединения.

Параллельное  соединение вентиляторов

Случай 1. Вентиляторы с  одинаковой характеристикой

       Анализ режимов работы вентиляторов  при параллельном соединении  проведем графически. На рис. 5.4.9 показана характеристика двух одинаковых вентиляторов (кривая 1).

       При параллельном включении разность давлений на обоих вентиляторах одинакова, величины подачи складываются. Поэтому для построения суммарной характеристики необходимо при одном значении давлений складывать величины подач. В результате получаем кривую 2. При включении вентилятора в сеть с характеристикой 3 рабочий режим определяется точкой А. Суммарная подача воздуха определяется величиной , а суммарное давление — величиной при этом то есть давление, создаваемое при параллельной  

работе  вентиляторов, равно давлению одного вентилятора. Подача каждого вентилятора  определяется как половина от суммарной  и может быть определена графически по положению точки, , то есть КПД каждого из вентиляторов определяется пересечением ординаты, проходящей через точку. с характеристикой КПД вентилятора — точкой К. Пересечение этой же ординаты с характеристикой мощности (кривая 5) определяет затраты мощности каждого вентилятора, то есть

       При отключении одного вентилятора  характеристика сети пойдет несколько круче (кривая 4) вследствие уменьшения проходного сечения воздуховода. Рабочая точка перейдет в положение . Параметры работы вентилятора будут следующими: и . Последнее выражение показывает, что увеличится потребляемая мощность и, следовательно, температура электродвигателя. Поэтому при выключении одного из вентиляторов необходимо отключить его индивидуальный участок. 

Случай 2. Вентиляторы с  разными характеристиками

       Рассмотрим параллельную работу  двух вентиляторов с разными  характеристиками (рис. 4.4.10, кривые 1 и 2). Построение суммарной характеристики осуществляется аналогичным способом (кривая 3). При режимах работы вентилятора правее точки Б (участок А-Б) оба нагнетателя имеют положительную подачу, и суммарная подача превышает подачу одного вентилятора. Таким образом, параллельное включение в этих областях является эффективным.

       Суммарная подача двух вентиляторов  в сети с характеристикой 5 (точка Б) равна подаче одного вентилятора 2. Поэтому работа двух вентиляторов в этой точке области является нецелесообразной.

       На участке, расположенном левее  точки Б (участок Б-В), суммарная подача в сети с характеристикой 4 меньше подачи одного вентилятора, так как подача вентилятора 2 имеет положительное значение, а вентилятора 1 — отрицательное, то есть поток в нем направлен в обратную сторону (рис. 5.4.10). В этом случае работа вентилятора 1 вредно сказывается на всей системе и поэтому недопустима.

 

       Такая же ситуация может возникнуть  при параллельной работе вентиляторов с седлообразными характеристиками. Наличие впадины на характеристиках может привести к неоднозначности в работе всей системы.

Последовательное  соединение вентиляторов

 

       Суммарная характеристика вентиляторов  с одинаковыми характеристиками, полученная методом сложения, показана на рис. 5.4.11.

При последовательном соединении двух одинаковых вентиляторов (рис. 5.4.11, а, кривая 1) суммарная характеристика определится кривой 2. Рабочая точка Л имеет следующие параметры:

• давление равно  сумме давлений ;

• подача соответствует подаче одного вентилятора;
• потребляемая мощность равна потребляемой мощности двух вентиляторов.

Рис. 5.4.11.   Последовательное включение двух вентиляторов:

а — одинаковой производительности; 6 — различной производительности 

       При отключении одного вентилятора  характеристика сети пойдет круче (рис. 4.4.11, пунктирная линия).

Рабочая точка  переместится в положение. с параметрами:

• давление снизится — . ,, но будет больше давления, развиваемого одним нагнетателем при совместной работе;
• подача уменьшится — ;
• потребляемая мощность снизится —. , то есть перегрузки электродвигателя не будет.

 

       Последовательное соединение вентиляторов  с различными характеристиками показано на рис. 5.4.11, б. Как видно из рисунка, последовательное включение вентиляторов целесообразно, когда рабочая точка расположена левее точки. . В этом диапазоне суммарное давление вентиляторов превышает давление одного вентилятора. Если рабочая точка находится правее точки , то общее давление будет меньше давления одного нагнетателя. Работа двух вентиляторов в этой области будет нецелесообразной. Работа вентиляторов с разными характеристиками в области, расположенной левее точки , является не только бесполезной, но даже вредной. 

5.4.4. Правила теории  подобия для вентиляторов 

       Регулировка расхода воздуха в вентиляционной сети может осуществляться путем изменения сечения воздуховода или уменьшения скорости вращения вентилятора. Последний способ более предпочтителен, так как позволяет экономить потребляемую мощность и исключает возможный перегрев электродвигателя.

       Изменение скорости вращения  вентилятора осуществляется за  счет изменения передаточного числа привода или изменения напряжения (для электродвигателей с большим сопротивлением ротора).

       Для расчета параметров вентиляторов  используют правила теории подобия, которые объединены в две группы законов.

       В первую группу входят законы  взаимосвязи кинематических и  динамических параметров, то есть законы, связанные с изменением параметров одного и того же вентилятора за счет изменения числа его оборотов. Согласно этим законам:

• объемный расход изменяется пропорционально отношению числа оборотов;
• давление изменяется пропорционально числу оборотов во второй степени;
• потребляемая мощность изменяется пропорционально числу оборотов в третьей степени.

                                   

                          (5.4.12) 

       Ко второй группе относятся законы геометрического подобия, связывающие параметры геометрически подобных вентиляторов, работающих с одной и той же скоростью. Согласно этим законам:

• давление изменяется пропорционально значению радиуса колеса 
  во второй степени;
• объемный расход изменяется пропорционально значению радиуса 
  колеса вентилятора в третьей степени;
• потребляемая мощность изменяется пропорционально значению 
  радиуса колеса в пятой степени.

 

                                       

                              (5.4.13) 

5.5. Конструкции вентиляторов 

       Центробежные вентиляторы в зависимости  от устройства привода электродвигателя могут иметь следующее исполнение:

• рабочее колесо непосредственно на валу электродвигателя (серия 
  Ц4-70);
• рабочее колесо и шкив на консольных участках собственного вала 
  с двумя подшипниками между ними (серия Ц4-76);
• рабочее колесо между двумя подшипниками и шкив на консоли 
  вентилятора (серия Ц4-100).

       Вентиляторы серии Ц4-70 изготавливаются  с номерами 2,5; 3; 4; 5; 6; 6,3; 8; 10; 12 и 16. Они имеют высокий КПД и  развивают давление до 2200 Па. Рабочее колесо имеет 12 лопаток, загнутых назад. Максимальная окружная скорость колеса 60 м/с. Вентиляторы №10 и 12 выполняются из нержавеющей стали.

       Вентиляторы серии Ц4-76 изготавливаются  с номерами 12, 16 и 20. Они отличаются высоким КПД и предназначены для систем вентиляции и кондиционирования воздуха, а также воздушного отопления. Вентиляторы выполняются со шкивами для клиноременной передачи и развивают давление до 2200 Па.

       Вентиляторы серии Ц4-100 (№ 16 и  20) двустороннего всасывания обладают высокой производительностью и имеют компактные размеры. Технические характеристики приведены в [28].