Jak vypočítat výkon ventilátoru?

Při výpočtu výkonu odsávacích ventilátorů se můžete také řídit požadavky SNiP na mechanické ventilační systémy domácností, které pro domácí prostory stanovují hodinovou výměnu vzduchu nejméně 0,5. S přihlédnutím k této hodnotě a objemu místnosti se vypočítá celkový průtok odpadního vzduchu.

Výpočet výkonu ventilátoru

Pro výpočet výkonu ventilátoru potřebujete znát objem místnosti a rychlost výměny vzduchu.

Objem místnosti = délka x šířka x výška

Produktivita = objem místnosti x směnný kurz vzduchu (=0,5)

Vypočítaná produktivita se porovná s minimální hodnotou stanovenou požadavky SNiP a vybere se větší ze dvou hodnot.

U přeplněných místností a také místností, kde je okolní vzduch charakterizován vysokou teplotou, vlhkostí, prašností nebo pachy, by se měl poměr výměny vzduchu rovnat 1.

Poznámka: V některých případech může být nutné nainstalovat více ventilátorů.

Typ pokoje	Násobnost	Typ pokoje	Násobnost	Typ pokoje	Násobnost
Pekařství	20-30	Skleníky	25-50	kanceláře	6-8
Koupelny a sprchy	3-8	Kadeřnictví	10-15	Restaurace a bary	6-10
ložnice	2-4	Lobby a schodiště	3-5	Školní třídy	2-3
Kavárny	10-12	Nemocniční oddělení	4-6	prodejny	8-10
Sklepy	8-12	Domácí kuchyně	10-15	Tělocvičny	6-8
Lofts	3-10	Cateringové kuchyně	15-20	Sklady	3-6
Šatny se sprchami	15-20	Prádelny	10-15	Domácí toalety	3-10
Konferenční místnosti	8-12	Ubytování	3-6	Veřejné toalety	10-15
Garáže	6-8	Zasedací místnosti	4-8	Technické místnosti	15-20

Pro přeplněné místnosti a také místnosti, kde je okolní vzduch charakterizován vysokou teplotou, vlhkostí, prašností nebo pachy, by měla být zvolena nejvyšší hodnota z uvedeného rozsahu.

Výběr typu ventilátoru a možnosti instalace

V závislosti na konstrukčních požadavcích je možné ventilátor zabudovat do stěny (nástěnná montáž), namontovat do okenního otvoru (okenní montáž), zabudovat do stropní konstrukce (stropní montáž), která se zase na základě délky vzduchovodu, určuje konstrukční typ ventilátoru, který je nutné použít – axiální nebo odstředivý.

Na základě svých dlouholetých pracovních zkušeností mohu s jistotou říci, že řada specialistů a konstruktérů pro ně špatně vybírá radiální ventilátory a motory. Často jim unikají důležité body a nuance. Nesprávná dokumentace mnoha nepříliš pečlivých výrobců zařízení značně přispívá k nejasnostem a vede k základní technické negramotnosti.

Tento článek je vynikající příležitostí, jak vyplnit mezery ve znalostech a pozvednout svou profesionální úroveň na patřičnou výšku. Seznámit se s prezentovanými informacemi je zvláště užitečné pro specialisty, kteří si nevěří v práci s průmyslovými ventilátory.

Graf výkonu radiálního ventilátoru

I když jste provozní grafy odstředivých průmyslových ventilátorů viděli stokrát, možná vás na konci této části čeká překvapení. Možná vám celou tu dobu něco uniklo z vaší pozornosti.

Jako příklad uveďme graf pro středotlaký radiální ventilátor VR 280-46 č. 5 (obdoba VTs 14-46 č. 5). Vodorovná osa Q udává výkon ventilátoru (množství vzduchu, které se pohybuje za jednotku času), měřeno v m3/h. Na svislé ose Pv jsou ukazatele celkového tlaku (Pa). Celkový tlak ventilátoru je roven rozdílu celkového tlaku proudění za ventilátorem a před ním. Vodorovná stupnice pod grafem Pdv obsahuje informaci o vyvinutém dynamickém tlaku (Pa). Měřítko os grafu je logaritmické.

Informace o grafu výkonu:

Pv — celkový tlak, Pa;
Pdv — dynamický tlak, Pa;
Psv — statický tlak, Pa;
Q — produktivita, tis. m3/hod.;
NY — instalovaný výkon, kW;
n — rychlost otáčení oběžného kola, ot/min;
ƞ — účinnost jednotky;

Všechno se zdá být známé a nic není neobvyklé. Je třeba si ujasnit, zda jste dříve věnovali pozornost horizontálnímu měřítku Pdv ve spodní části grafu obsahujícího informaci o vyvinutém dynamickém tlaku (Pa)? Víte, proč jsou tyto informace potřebné?

Kompletní informace o tlacích jsou nezbytné pro správný výběr zařízení. Průmyslový ventilátor může být umístěn v různých částech sítě vzduchovodů. Jeho okamžitá poloha ovlivňuje způsob práce s rozvrhem. Při výběru radiálního ventilátoru byste měli vzít v úvahu přítomnost vzduchových kanálů a směr jejich připojení. Pokud je tedy na výtlačné straně vzduchový kanál, pak se výběr provádí podle celkového tlaku Pv. Jedná se o jednoduchý případ, kdy se pracuje pouze s vertikální osou, na které jsou umístěny indikátory celkového tlaku (Pa).

Pokud je síť vzduchových kanálů pouze na sací straně, je nutné výběr provést podle statického tlaku PsvProtože na výtlačné straně není žádný vzduchový kanál, dynamický tlak se ztrácí.

Přímá informace o vyvinutém statickém tlaku Psv na grafech nezobrazeno. Nabízí se otázka, kde tyto informace získat? Je to jednoduché. Dovolte mi, abych vám připomněl, že celkový tlak je součtem dynamického a statického tlaku: Proto, abyste zjistili statický tlak, musíte odečíst dynamický tlak od celkového Psv = Pv – Pdv. Níže je uveden příklad výběru radiálního ventilátoru bez sítě vzduchových kanálů na výtlačné straně.

No, naučili jste se pro sebe něco nového? Možná na vás také čekají další překvapení.

Výkon motoru a výkonové křivky

Pokračujme ve studiu grafu. Křivky skutečného výkonu a tlaku Q (P) radiálního ventilátoru při otáčení jeho oběžného kola (oběžného kola) rychlostí n = 1000 ot./min a n = 1500 ot./min. jsou naznačeny dvěma silnými čarami.

Nutno podotknout, že právě rotace oběžného kola s určitým počtem otáček vytváří potřebný proud vzduchu a vyvíjí tlak. Průřez pláště, velikost a tvar oběžného kola pro každý konkrétní průmyslový ventilátor zůstává po celou dobu nezměněn. V tomto případě nezáleží na tom, jaký výkon je motor instalován. Pokud motory s různým výkonem otáčí oběžným kolem stejným počtem otáček, pak bude výkon a tlak proudění vzduchu stejný. Otázka bude jiná: Má ten či onen motor dostatečný výkon, aby zajistil rotaci oběžného kola na požadovanou frekvenci?

Počet tlustých výkonových křivek radiálního ventilátoru Q (P) v grafu vždy odpovídá počtu změn rychlosti otáčení oběžného kola. Pouze tyto tlusté čáry určují skutečný výkon a tlak. Pro jiné účely se používají tenké čáry „výkonové křivky“.

Zde je také zobrazena řada sestupných křivek protínajících výkonnostní křivky Q(P) ve formě tenkých čar. Tyto čáry se nazývají „výkonové křivky“ nebo „stejné výkonové křivky“. U každé takové křivky je uveden výkon elektromotoru, kterým lze výrobek vybavit. Ve skutečnosti jsou to křivky průtoku a celkového tlaku, které by měl tento ventilátor, kdyby běžel s proměnnými otáčkami, ale při konstantním výkonu motoru. Vlevo od průsečíku s křivkou skutečného výkonu Q(P) (bod B) – se zvýšenou rychlostí otáčení vzhledem ke jmenovité, a vpravo od bodu B – se sníženou frekvencí.

Ze všeho, co bylo řečeno, je třeba pochopit, že u motoru o výkonu 15 kW na levé straně před průsečíkem pomyslné křivky (tenká čára) se skutečnou (tlustá čára) (bod B) pracuje motor ventilátoru s výkonovou rezervou a na pravé straně za křižovatkou – Elektromotor je přetížený a při dlouhodobém provozu selže.

Aby byl zajištěn normální a spolehlivý provoz ventilátoru, musí být výkonová křivka motoru nad výkonovou křivkou v provozním bodě.

Princip výběru radiálního ventilátoru

Výběr zařízení se provádí podle zadaných hodnot produktivity Q a celkového tlaku Pv nebo statického tlaku Psv. V tomto případě je zvolen radiální ventilátor s charakteristikou nejbližší zadaným parametrům. Bod na grafu, který nejlépe kombinuje požadovaný výkon a tlak, se nazývá „pracovní bod“ ventilátoru.

Volba standardní velikosti obvykle spočívá ve výběru modelu, který spotřebovává nejmenší množství energie, to znamená s nejvyšší účinností v daném „provozním bodě“. Někdy je rozhodující požadavek na minimalizaci celkových rozměrů zařízení.

Příklad výběru ventilátoru se vzduchovými kanály na výtlačné straně

Úkol: Je třeba vybrat průmyslový radiální ventilátor o konstrukčním výkonu 4000 m3/hod s aerodynamickým odporem vzduchovodu P = 500 Pa.

Protože na výtlačné straně je síť vzduchových kanálů, výběr se provádí pomocí celkového tlaku (Pv = Pnetwork).

Výběr: Radiální ventilátory BP 86-77 odpovídají zadaným konstrukčním parametrům. Podle technických charakteristik jsme předběžně stanovili, že výchozí údaje odpovídají ventilátorům číslo 4 s průměrem oběžného kola D = 1,05 * D nom, s otáčkami oběžného kola n = 1500 ot./min provozní rozsah parametrů: produktivita Q = 2450 – 6350 m³/ h, celkový tlak – 650 – 300 Pa.

Pro přesnější zajištění požadovaných výkonových charakteristik radiálních ventilátorů (výkon a tlak) nabízí Nevatom možnost použití několika variant oběžných kol. Standardní oběžné kolo má jmenovitý průměr (D nom). Možné jsou také větší (D = 1,05*D nom) a menší (D =0,9*D nom).

Na základě jednotlivých aerodynamických charakteristik ventilátoru zjistíme pracovní bod a odpovídající parametry:

• produktivita – 4000 m³/h;
• celkový tlak – 525 Pa (nastavené hodnoty 500 Pa se dosáhne škrcení vzduchového kanálu);
• rychlost oběžného kola – 1500 ot / min;
• Účinnost ventilátoru – 0,83;
• instalovaný výkon elektromotoru – 1,1 kW.

Výběr průmyslového odsávacího radiálního ventilátoru

Úkol: Je nutné zvolit průmyslový radiální ventilátor, který odvádí vzduch do atmosféry přímo za ventilátorem (bez sítě vzduchovodů na výtlačné straně). Návrhová kapacita je 8000 m3/hod s aerodynamickým odporem sítě vzduchového kanálu P = 600 Pa.

Protože na výtlačné straně není žádný vzduchový kanál, dochází ke ztrátě dynamického tlaku a je nutné volit na základě statického tlaku ventilátoru (Psv = Pnetwork).

Výběr: Ventilátory VR 86-77 odpovídají zadaným konstrukčním parametrům. Podle technických charakteristik jsme předběžně stanovili, že výchozí údaje odpovídají ventilátoru číslo 5 s průměrem oběžného kola D = 1,05 * D nom, s rychlostí oběžného kola n = 1500 ot / min. provozní rozsah parametrů: produktivita Q = 4850 – 12250 m3/hod a celkový tlak Pv = 1010 – 480 Pa.

Pomocí jednotlivých aerodynamických charakteristik průmyslového ventilátoru najdeme pracovní bod a odpovídající parametry.

Při průtoku vzduchu Q = 8000 m3/h vyvine radiální ventilátor plný tlak Pv = 800 Pa a dynamický tlak Psv = 200 Pa. Pak:

• statický tlak je Psv = Pv – Pdv = 800 – 200 = 600 Pa;
• produktivita – 8000 m3/hod;
• otáčky kola – 1500 ot./min;
• Účinnost ventilátoru – 0,83;
• instalovaný výkon elektromotoru – 3 kW.

Informace připravil: Sarkis Tagajev , inženýr vzduchotechniky a klimatizace. Zjistěte více o autorovi kliknutím na odkaz.