Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 107-91-50 ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"

АВОК ассоциированный
член
...
Реклама: ООО «РК - РЕГИОН» ИНН 5007094208 | erid: 2VtzqvfSC8N
Summary:

О применении некоторых схем вентиляторов в системах противодымной вентиляции

Using Certain Fan Schemes in Smoke Ventilation System

V. G. Karadzhi, Candidate of Engineering

Keywords: smoke ventilation system, radial fan, axial fan, "free wheel" scheme

Smoke ventilation systems are built using radial and axial fans with various arrangements. You can find successful and unsuccessful applications of aerodynamic schemes. The article discusses some examples of unsuccessful applications and gives possible explanation of the conclusions drawn.

Описание:

Системы противодымной вентиляции строятся на базе радиальных и осевых вентиляторов разных схем. Встречаются удачные и неудачные применения аэродинамических схем. В статье рассмотрены варианты неудачных применений с возможными разъяснениями сделанных выводов.

О применении некоторых схем вентиляторов в системах противодымной вентиляции

Системы противодымной вентиляции строятся на базе радиальных и осевых вентиляторов разных схем. Встречаются удачные и неудачные применения аэродинамических схем. В данной статье рассмотрим варианты неудачных применений с возможными разъяснениями сделанных выводов.

Для понимания ситуации надо отметить следующие принципиальные моменты, касающиеся применения вентиляторов в системах дымоудаления. Во-первых, речь идет о перемещении горячих газов с температурами до 400–600 °С (возможны варианты и других температур, но они так же далеки от нормальной). Во-вторых, запуск вентиляторов (и периодические проверки работоспособности) производятся при обычных температурах окружающей среды (будем условно считать, что это 20 °С). Это означает, что вентиляторы дымоудаления в начале работы или при испытаниях перемещают воздух (или воздушно-дымовую смесь) с температурами на 400–600 °С ниже, чем при расчетных режимах работы. Это приводит к необходимости устанавливать на вентилятор электродвигатель с мощностью в (673/293–873/293) = 2,3–3,0 раза больше, чем на расчетном режиме. Это существенно по затратам мощности и по стоимости вентилятора, но необходимо по нормативным требованиям. При этом надо иметь в виду, что при отсутствии условий возникновения пожара вентиляторы дымоудаления практически не будут использованы в течение всего срока эксплуатации. Т. е. хотелось бы снизить затраты на эти системы, но реально это сделать невозможно. С этих позиций рассмотрим, например, применение схемы «радиальное «свободное колесо» в задачах дымоудаления (под эти рассуждения подпадают не только радиальные вентиляторы по схеме «свободное колесо», но и такие же колеса в разных вариантах прямоугольных ящиков с различной ориентацией колеса внутри них, а также прямоточные радиальные вентиляторы с круглым корпусом). Электродвигатель конструктивно может быть вынесен из активного потока или может находиться в потоке потенциально горячих газов. В первом случае может использоваться обычный электродвигатель (возможно, с небольшими внешними доработками), но во втором случае обязательно применение специального электродвигателя с заданными по температуре и времени режимами эксплуатации, что приводит к удорожанию электродвигателя и всего вентилятора (с учетом проведения высокотемпературных испытаний). Однако прогресс в вентиляторной технике продолжается, и в последние годы появились новые разработки радиальных вентиляторов со спиральным корпусом. Современный радиальный вентилятор со спиральным корпусом в ряде задач может давать существенное преимущество перед свободным колесом по КПД и создаваемому полному и статическому давлению. Приведем некоторые подтверждения этого утверждения. Приводимые аэродинамические характеристики имеют безразмерный вид, на графиках φ – коэффициент расхода, ψ – коэффициент давления вентилятора.

На рис. 1 приведен пример одного из отечественных эффективных радиальных колес в виде свободного колеса и его же в современном спиральном корпусе. Из рисунка видно, что в середине и левой части аэродинамической характеристики давление и КПД вентилятора со спиральным корпусом могут иметь преимущество до 20 % (поскольку потребляемая радиальным колесом мощность не зависит от корпуса, в котором оно установлено).

Для улучшения работы такого колеса в спиральном корпусе, конечно, полезно на выходе установить пирамидальный диффузор с небольшим раскрытием для повышения статического давления и приведения скоростей воздуха на выходе в соответствие с требованиями вытяжной части вентиляционной системы.

На рис. 2 приведен пример еще одного эффективного отечественного радиального рабочего колеса, используемого в виде свободного колеса и его же в разработанном для него спиральном корпусе. Из рисунка видно, что в середине и левой части аэродинамической характеристики давление и КПД вентилятора со спиральным корпусом могут иметь преимущество до 20 %. В отличие от предыдущего варианта (рис. 1), данное колесо обеспечивает более широкую зону работы по коэффициенту производительности. Кроме того, доля динамики в полном давлении спирального корпуса невелика и во многих случаях такой спиральный корпус можно непосредственно соединять с вентиляционной сетью на выходе (или использовать совсем простой переход).

Следующий пример относится к геометрически очень близкому аналогу радиального колеса типа RH [1]. Колесо было испытано в виде свободного колеса, (без корпуса) и в разработанном для него спиральном корпусе. Результаты показаны на рис. 3. И здесь из рисунка видно, что в середине и левой части аэродинамической характеристики давление и КПД вентилятора со спиральным корпусом могут иметь преимущество до 20 %. И это не самый лучший вариант данного колеса и не самый лучший вариант спирального корпуса. Разница может быть еще больше.

Надо иметь в виду, что преимущество по создаваемому давлению и КПД спирального корпуса над свободным колесом получается в области максимальных значений КПД.

Приведенные примеры показывают, что применение спирального корпуса в системах дымоудаления принесет выигрыш в потребляемой мощности до 20 % и даже больше. Например, при правильном подборе вентилятора вместо 7,5 кВт потребляемой мощности можно получить 6,25 кВт и даже меньше (надо учитывать, что часто рабочее колесо устанавливают в какую-либо конструкцию типа прямоугольного ящика, иногда еще и с боковым входом; это приводит к дополнительному снижению параметров рабочего колеса, аэродинамики и КПД вентилятора). Выигрыш в потребляемой (и, часто, установочной) мощности может позволить не только сэкономить электроэнергию, но и снизить затраты на электродвигатель и вентилятор. При этом надо помнить, что у спирального корпуса электродвигатель вынесен наружу, за пределы активного потока (требуется небольшая доработка в области прохода вала внутрь корпуса) и высокотемпературного исполнения двигателя не требуется.

Поэтому стоит обратить внимание на применение современных радиальных вентиляторов со спиральным корпусом вместо разнообразных более сложных и дорогостоящих, но менее эффективных агрегатов на базе свободного колеса.

Нет принципиальных противоречий применению данного подхода для систем подпорной вентиляции на базе радиального свободного колеса и основанных на нем конструкций типа прямоугольных ящиков.

В заключение надо отметить, что любое грамотное техническое решение имеет определенные достоинства и недостатки и важно уметь оценить и взвесить первые и вторые для выбора оптимального решения конкретной задачи.

Литература

1. Радиальные вентиляторы для центральных кондиционеров воздуха. Каталог фирмы ZIEHL-ABEGG, 2012.

В следующем номере планируется продолжить данную тему.

купить online журнал подписаться на журнал
Поделиться статьей в социальных сетях:

Все иллюстрации приобретены на фотобанке Depositphotos или предоставлены авторами публикаций.

Статья опубликована в журнале “АВОК” за №7'2023

PDF pdf версия


Статьи по теме

Реклама на нашем сайте
...
ООО «Арктика групп» ИНН: 7713634274 erid: 2VtzqvPGbED
...
Реклама / ООО «ИЗОЛПРОЕКТ» / ИНН: 7725566484 | ERID: 2VtzqwqnKQU
Яндекс цитирования

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Реклама на нашем сайте
...
ООО «РОСТерм Северо-Запад» / ИНН: 7801518005 / Erid: 2VtzqwY9YBJ
...
Реклама / ООО “ТПК Арекс” / ИНН: 7722489658 / erid: 2VtzqvwmHP3
...
реклама ООО "БДР ТЕРМИЯ РУС" / ИНН: 7717615508 / Erid: 2VtzqvBV5TD
BAXI
Онлайн-словарь АВОК!