Правильный подбор вентилятора начинается с двух чисел: требуемого расхода воздуха и потерь давления в сети. Если их определить корректно, остальное — дело техники: рабочая точка на характеристике, тип колеса и типоразмер.
Шаг 1. Определите расход воздуха
Расход измеряется в м³/ч и задаётся технологией: кратностью воздухообмена, тепловой нагрузкой, требованиями к охлаждению оборудования.
Для задач охлаждения расход считают от отводимого тепла и допустимой разницы температур: Q = 3600 · Qт / (c · ρ · Δt), где Qт — тепловая нагрузка в киловаттах, c — теплоёмкость воздуха около 1,005 кДж/(кг·К), ρ — плотность около 1,2 кг/м³, Δt — разница температур приточного и вытяжного воздуха.
Считать по этой формуле каждый раз не нужно — из неё выводится удобное правило: на каждый киловатт отводимого тепла при перепаде 10 °C требуется примерно 300 м³/ч воздуха. Нужно снять 15 кВт при том же перепаде — около 4 500 м³/ч. Если перепад допустим больше, расход падает пропорционально: те же 15 кВт при Δt 15 °C потребуют уже около 3 000 м³/ч.
| Перепад температур | Расход на 1 кВт |
|---|---|
| 5 °C | ≈ 600 м³/ч |
| 10 °C | ≈ 300 м³/ч |
| 15 °C | ≈ 200 м³/ч |
| 20 °C | ≈ 150 м³/ч |
Шаг 2. Рассчитайте потери давления
Статическое давление в паскалях — это сопротивление, которое вентилятор должен преодолеть. Складывается оно из двух частей: потерь на трение по длине воздуховодов и местных сопротивлений — поворотов, тройников, переходов, заслонок, решёток, — плюс сопротивления оборудования: фильтров, калориферов, теплообменников, шумоглушителей, обратных клапанов.
Здесь прячется ошибка, которая портит больше проектов, чем любая другая: сопротивление фильтра считают по чистому фильтру. А оно растёт по мере загрязнения в два-три раза, и к моменту замены расход в системе оказывается заметно ниже проектного. Считать нужно на конечное сопротивление, которое производитель фильтра указывает как рекомендованное для замены.
Вторая частая ошибка — путаница полного и статического давления. В расчёте сети нужна статическая часть: она равна потерям в тракте. Полное давление, включающее динамическую составляющую, используется для сравнения машин между собой, и подставлять его вместо статического — значит завысить требование.
Шаг 3. Радиальный или осевой
Если сеть «тугая» — есть фильтры, длинные воздуховоды, теплообменники, — нужен радиальный (центробежный) вентилятор: он держит высокое давление. Если сопротивление небольшое, а объём воздуха большой (проветривание, тоннельная вентиляция), эффективнее осевой. На практике для вентиляции и охлаждения чаще выбирают радиальные серии ВР.
Шаг 4. Найдите рабочую точку на характеристике
Аэродинамическая характеристика — это график зависимости давления от расхода для каждой ступени оборотов. Точку пересечения требуемых расхода и давления (рабочую точку) ищут на семействе кривых: она должна попадать в зону высокого КПД, а не на край характеристики. На страницах серий «Протон Вент» есть интерактивный график — можно отметить свою рабочую точку и увидеть, перекрывается ли она серией.
Не выбирайте вентилятор «с большим запасом»: избыточный типоразмер работает на низком КПД и шумит. Лучше попасть в номинальную зону характеристики.
Шаг 5. Учтите условия эксплуатации
Финальный выбор уточняют по среде и условиям: температура и запылённость, агрессивность среды и материал колеса, климатическое исполнение по ГОСТ 15150, степень защиты IP, требования к управлению — 0–10 В или ModBus RTU, — и режим работы, где S1 означает продолжительный.
Отдельно проверяется направление вращения и угол разворота корпуса: их указывают вместе, потому что угол отсчитывается по направлению вращения, и пара «правое, 90°» и «левое, 90°» — это разные машины.
Что прислать, чтобы подбор занял один день
Минимально достаточный набор короткий. Расход в м³/ч и статическое давление в Па — то есть рабочая точка. Температура и характер перемещаемой среды: чистый воздух, запылённый, влажный, агрессивный. Режим работы: круглосуточно или по графику. Требования к управлению, если они есть. И ограничения по месту — габарит, посадочные размеры, направление выброса.
Если рабочая точка неизвестна, годится схема тракта с длинами, сечениями и перечнем оборудования: сопротивление посчитаем сами. А вот подбирать «по площади помещения» или «как было раньше» — способ гарантированно промахнуться: два одинаковых по площади цеха с разной разводкой различаются по требуемому давлению в разы.
Три ошибки, которые встречаются чаще всего
Запас «на всякий случай» через типоразмер. Вентилятор уходит влево от вершины КПД, растут потребление и шум. ГОСТ 10616 ограничивает рабочий диапазон областью, где КПД не ниже 90 % от максимального, и избыточный типоразмер из неё выпадает. Запас закладывают в расчёт сопротивления сети, а не в выбор машины.
Расчёт по чистому фильтру. К моменту замены фильтра расход проседает, и система перестаёт выполнять задачу именно тогда, когда это меньше всего заметно — постепенно.
Дросселирование вместо регулирования. Прикрытая заслонка не снижает потребление сколько-нибудь заметно: мощность падает почти как куб оборотов, а при дросселировании обороты не меняются. Расход регулируют оборотами.