PB Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 1
PB Założenia projektowe Informacje ogólne Wszystkie opisane poniżej wentylatory to wentylatory jednostopniowe, w wersji spawanej przeznaczone dla przemysłu. W zależności od figury wentylatora występuje kilka elementów wspólnych takich jak konstrukcja wsporcza obudowy wykonana z blachy i profili stalowych, ułożyskowanie oraz silnik napędowy. Wirniki naszych wentylatorów obliczane i wykonywane są z uwzględnieniem najnowszych osiągnięć techniki przepływów. Podane parametry obliczone zostały dla medium o temperaturze 20 stopni Celsjusza, ciśnieniu 101325 Pa i gęstości 1,205 kg/m3. Wentylatory oraz ich wyposażenie wykonane są w oparciu o aktualne normy EN. Wykonanie techniczne zgodne z DIN 24166. Jesteśmy zakładem posiadającym certyfikat DIN ISO 9001. Temperatura otoczenia Napędy przystosowane są do pracy w stałej temperaturze -10 C do +40 C. Wykonania dla innych zakresów temperaturowych na zamówienie. Temperatura tłoczenia Wszystkie elementy wentylatora mające styczność z tłoczonym medium, obliczone zostały dla temperatur -10 C do +80 C. Wentylatory w wykonaniu MX, KX i RG, po zamontowaniu tarczy chłodzącej, mogą pracować z medium o temp. do +180 C.Wykonania dla innych zakresów temperaturowych na zamówienie. Technika wyważania Wszystkie wirniki oraz pozostałe elementy wirujące poddawane są procesowi wyważania elektrodynamicznego w dwóch płaszczyznach. Dokładność wyważenia opiera się na wytycznych DIN ISO 1940 Teil 1. Klasa wyważenia kompletnego wentylatora wynosi G 6,3. Istnieje możliwość dostarczenia wentylatora w wyższej klasie wyważenia. Wszystkie połączenia pasowane wykonane wg DIN EN 60034-14 Wibracje Wszystkie wentylatory REITZ spełniają wymagania dot. sztywności dynamicznej, emitowanego poziomu wibracji i hałasu własnego itp. Określenie poziomu drgań odbywa się zgodnie z DIN ISO 10816-3, T 3: Maszyny przemysłowe o mocy nominalnej pow. 15 kw i obrotach nominalnych pomiędzy 120 min -1 i 15000 min -1 dla pomiarów w miejscu posadowienia maszyny. Pozostałe obowiązujące normy: DIN ISO 10816 oraz DIN ISO 13373-1 Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 2
PB Podstawy do obliczeń Obciążenia mechaniczne Projekt wentylatora uwzględniający wszystkie jego komponenty, musi uwzględniać możliwe maksymalne obciążenia, jakim te elementy będą poddane. W szczególności wirniki, jako kluczowy element wentylatorów, są narażone na maksymalne obciążenia. W przeciwieństwie do innych części wentylatora, które są obciążane siłami statycznymi, wirnik podlega dodatkowo działaniu sił dynamicznych. Częste zmiany obciążeń spowodowane dużym zakresem regulacji oraz wpływom aerodynamicznym komponentów instalacji, może skrócić żywotność wirnika oraz innych elementów narażonych na obciążenie. Dlatego zaleca się minimalizowanie zmienności obciążeń. Przyczyny zmiany obciążeń mogą być następujące: a) regulacja ilością obrotów, np. częsty rozruch ze stanu wstrzymania, konieczność częstej zmiany obrotów silnika przez falownik, silniki wielobiegowe itd. b) czynniki aerodynamiczne, zakładając, że cały system wpada w rezonans wywołany nierównym przepływem lub skokami ciśnienia, spowodowanymi niestabilnym lub zmiennym punktem pracy (np. tzw. pompowanie instalacji) c) czynniki wibracyjne, np. poprzez drgania całego układu napędowego wentylatora (silnika, sprzęgła, wału lub wirnika), zob. VDI 3840 W celu zmniejszenia wpływu zmiennych obciążeń na części mechaniczne wentylatora, zaleca się ograniczenie ilości rozruchów instalacji. Pojawiają się one zawsze wtedy, kiedy występują skokowe zmiany ilości obrotów, np. gdy następuje rozruch ze stanu wstrzymania, gdy mamy do czynienia z silnikami wielobiegowymi lub gdy następują częste interwały regulacji pracy instalacji poprzez falownik. Dlatego zaleca się ograniczenie ilości rozruchów wentylatora do max. 6-8 razy. Wykonania dla większej ilości rozruchów wentylatora na zamówienie. Instrukcje transportowe Metody transportu wentylatora należy dobierać uwzględniając warunki lokalne miejsca montażu wentylatora. Wentylator można podnosić wyłącznie za uszy transportowe lub podnośnikiem widłowym. Niedopuszczalne jest podnoszenie wentylatora za króciec ssący / tłoczący lub za silnik. Wszystkie otwory wentylatora (króćce, kołnierze) na czas transportu powinny być szczelnie zamknięte, aby zapobiec przedostaniu się do wnętrza wentylatora ciał obcych. Gwarancja Dla wszystkich wymienionych w niniejszym dziale danych technicznych, zastrzegamy sobie prawo do dokonywania zmian technicznych. Roszczenia gwarancyjne z tytułu dokonanych zmian technicznych są zabronione. Przy montażu i pierwszym uruchomieniu przestrzegać wskazówek zawartych w instrukcji obsługi. Dłuższe składowanie wentylatora wymaga przeprowadzenia dodatkowych czynności konserwujących. Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 3
PB Założenia projektowe Informacje niezbędne do doboru wentylatora W przypadku, kiedy zapytanie ofertowe lub zamówienie klienta nie zawiera wszystkich wytycznych - zgodnie z niniejszym katalogiem - aby prawidłowo dobrać typ i wyposażenie wentylatora, konieczne jest uzupełnienie następujących informacji: 1. Warunki otoczenia ( np. wysokość w m n.p.m. lub ciśnienie atmosferyczne oraz wilgotność względna ) 2. Temperatura lub gęstość medium na wlocie do wentylatora 3. Wzrost ciśnienia całkowitego 4. Strumień objętości medium ( odniesiony zawsze do warunków na wlocie do wentylatora tj. temperatury t 1 oraz ciśnienia statycznego pst 1 ). 5. Rodzaj medium, skład ( stała gazowa ) oraz jego właściwości np. agresywne, eksplozyjne, korozyjne, toksyczne, radioaktywne, zawartość pyłów. Jeżeli zapylenie jest wyższe niż 5 mg/m³ ( maksymalna wartość powietrza zewnętrznego w strefach przemysłowych ) należy określić: rodzaj, skład oraz granulację pyłu jak także jego właściwości: czy jest abrazyjny, adhezyjny, higroskopijny, ze skłonnościami do oblepiania powierzchni. 6. Informacje o przeznaczeniu takie jak: rodzaj instalacji, maszyny czy urządzenia, rodzaj zabudowy i warunki posadowienia, maksymalne wymiary pojedynczych elementów. 7. Rodzaj montażu i podłączenia: A, B, C lub D, patrz strona PB 16. 8. Warunki pracy takie jak: praca ciągła, praca przerywana, częste postoje, rozruch i regulowanie falownikiem 9. Rodzaj preferowanego napędu i sposób podłączenia silnika - patrz strony PB 13 do PB 15. 10. Napięcie, częstotliwość, specjalne warunki zasilania Proszę zwrócić szczególną uwagę na sieci 60 Hz - oraz ich wpływ na prędkość obrotową silników i zmiany z tym związane W przypadku szczególnych wymagań prosimy o ich ujęcie w zapytaniu ofertowym 11. Dokładne warunki wykonania, takie jak np. rodzaj wykonania, figura wentylatora, rodzaj napędu i jego położenie oraz w określonych przypadkach również urządzenia do regulacji przepływu i sterowania. UWAGA! Kierunek obrotów wentylatora określa się patrząc od strony napędu na wirnik chłodzący silnika (z reguły łożysko B silnika). Kierunek obrotów silnika oznaczymy patrząc od strony wału silnika (z reguły łożysko A silnika), czyli od strony przeciwnej do wirnika chłodzącego. Podając kierunek obrotów wentylatora jako prawy oznacza to, że kierunek obrotów silnika jest przeciwny, czyli lewy. 12. Czy konieczne jest uszczelnienie obudowy i przejścia wału oraz czy konieczne jest zapobieganie podsysania do wewnątrz i wydmuchiwania na zewnątrz tłoczonego medium. 13. Pozostałe dane, takie jak rodzaj zabezpieczenia antykorozyjnego, informację o stosowanych materiałach, żywotność łożysk, informację o obciążeniach na skutek trzęsień i wstrząsów ziemi, rodzaj wykonania ( ciśnieniowy czy tylko szczelny), wyposażenie dodatkowe, takie jak osłony dotykowe, połączenia elastyczne, armatura sterująca, wloty kolanowe itp. Warunki gwarancji Jako dostawca urządzenia nie znamy instalacji ani warunków lokalnych jej pracy. Dlatego na projektantach i inżynierach spoczywa obowiązek przygotowania danych do zamówienia w taki sposób, aby przekazać nam wszystkie lokalne szczegóły i wymagania stawiane instalacji, tzn. gwarantowane przez nas parametry odnoszą się do wartości uzyskanych na stanowisku testowym zgodnie z obowiązującymi normami i wytycznymi UE. Bezpośrednie przeliczenie parametrów testowych na parametry pracy nie jest zatem możliwe. Również dla wszystkich oferowanych przez nas elementów wyposażenia dodatkowego, takich jak elementy przejściowe, urządzenia mechanicznej regulacji przepływu, wloty kolanowe, filtry powietrza, kratki ochronne czy też tłumiki - projektant instalacji powinien obliczyć i uwzględnić stawiany przez nie opór w oporze całkowitym instalacji. Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 4
PB Oznaczenia wentylatorów Typ napędu oraz nr katalogowy KX E 040-0500 15-00 oznaczenie wewn. Prędkość obrotowa wirnika n L 100 [min -1 ] np.: 1500 min -1 Strumień objętości [m³/min] np.: 500 m³/min Wzrost ciśnienia całkowitego Δpt 2 10 [dapa] np.: 400 dapa E = wentylator promieniowy jednostopniowy Typ napędu: MX z napędem bezpośrednim, silnik zamontowany na łapach; MA z napędem bezpośrednim, silnik montowany kołnierzowo; KX z napędem sprzęgłowym; RG z napędem pasowym Niezbędne informacje do złożenia zamówienia 1. Typ napędu wentylatora MXE MAE KXE RGE patrz opis na stronie PB 6 2. Kierunek obrotów obroty lewe obroty prawe Strona napędu 3. Pozycja pracy wentylatora (widok od strony napędu) patrz strona PB 7 lewe prawe H2 4. Usytuowanie silnika GR 360 [RD 0] na przykład GR 360 patrz strona PB 7 z lewej strony G... z prawej strony 5. Wielkość silnika (jeśli jest dostarczany przez klienta) 6. Usytuowanie skrzynki podłączeniowej silnika (tylko dla napędu RGE) prawe lewe patrz strona PB 8 P M = kw n M = min -1 Wielkość mechaniczna = Producent = z lewej strony na górze z prawej strony lewe górne prawe widok od strony wału silnika Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 5
PB Typy napędów Typ MXE Napęd bezpośredni - wirnik montowany bezpośrednio na wale silnika. Silnik w wykonaniu IM B3 ( na łapach ) zamontowany na konsoli wentylatora. Typ MAE Napęd bezpośredni - wirnik montowany bezpośrednio na wale silnika. Wentylator bez konstrukcji wsporczej ( konsoli ) - możliwość zamontowania kołnierzowego bezpośrednio do filtra, separatora, etc. Silnik w wykonaniu IM B5, IMV1 - mocowany kołnierzowo do obudowy wentylatora, możliwa praca w różnym położeniu ( pionowa lub pozioma ). Typ KXE Napęd sprzęgłowy - moc przekazywana jest z silnika na wirnik za pośrednictwem elastycznego sprzęgła. Wał wentylatora podparty na dwóch łożyskach walcowych. Typ RGE Napęd pasowy - moc przekazywana jest z silnika na wirnik za pośrednictwem napędu pasowego. Wał wentylatora podparty na dwóch łożyskach walcowych. Silnik zamontowany na tylnej części ramy fundamentowej. Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 6
PB Konfiguracje wykonania Kierunek obrotów Dla wentylatorów promieniowych, jednostopniowych istnieje możliwość zastosowania dwóch kierunków obrotów. Patrząc od strony silnika: GR = obroty prawe [RD]* GL = obroty lewe [LG]* *Oznaczenie [...] zgodnie z EUROVENT Figury wentylatora ( pozycja pracy ) Figura wentylatora ( pozycja pracy / pozycja wylotu wentylatora ) jest określana w stopniach. Kierunek obrotów wirnika jest wyznaczany zawsze od strony napędu (VDMA 24 165). obroty lewe obroty prawe Strona napędu Strona napędu Figura wentylatora GL [LG] Figura wentylatora GR [RD] Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 7
PB Usytuowanie silnika Przy typie napędu RG silnik może być usytuowany po prawej lub lewej stronie. Wykonanie r Usytuowanie silnika po prawej stronie ramy fundamentowej wentylatora - patrząc od strony napędu. Wykonanie l Usytuowanie silnika po lewej stronie ramy fundamentowej wentylatora - patrząc od strony napędu. Rodzaje wykonania Usytuowanie silnia oraz kierunek obrotu dla wentylatora z napędem pasowym - typ RG. Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 8
PB Usytuowanie włazu inspekcyjnego ( WI ) Przykład 1: Figura wentylatora GR [RD] 360 Usytuowanie WI dla 45 Przykład 2: Figura wentylatora GL [LG] 360 Usytuowanie WI dla 315 Możliwe konfiguracje widok od strony silnika Usytuowanie włazu inspekcyjnego jest określone zawsze w stopniach spirali obudowy. Kierunek obrotu jest zawsze zgodny z ruchem wskazówek zegara ( prawy) - patrząc od strony silnika. Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 9
PB Konfiguracje wentylatorów z typem napędu MAE Możliwości układu wentylatora i jego montażu oraz typy wykonania silnika Układ wentylatora IMV1 IMB5 IMV3 górny = O wymagany typ silnika zgodnie z DIN IEC 34.7 boczny = S wymagany typ silnika zgodnie z IEC 34.7 dolny = U wymagany typ silnika zgodnie z IEC 34.7 *KSA = dren spustowy kondensatu, usytuowanie zgodnie z rysunkami obok. Kierunek obrotu wentylatora oraz możliwości usytuowania włazu inspekcyjnego (WI) Kierunek obrotów - patrząc od strony napędu prawy = GR [RD] Możliwości usytuowania włazu inspekcyjnego (WI) - patrząc od strony napędu Kierunek obrotów - patrząc od strony napędu lewy = GL [LG] Usytuowanie włazu inspekcyjnego określa się zawsze zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara - patrząc od strony napędu, przy czym kierunek obrotu silnika nie ma tutaj znaczenia. Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 10
PB Założenia konstrukcyjne Konstrukcja wlotu wentylatora Dzięki latom doświadczeń, w naszych wentylatorach uzyskaliśmy optymalny profil aerodynamiczny napływu strugi na wirnik gwarantujący najwyższe sprawności. Uzyskujemy go za pomocą odpowiednich dysz i stożków wlotowych. 1 - Króciec wlotowy 2 - Stożek wlotowy 3 - Dysza wirnika 4 - Wirnik 5 - Obudowa wentylatora 6 - Uszczelnienie wału Konstrukcja przyłączy wentylatora Przyłącza wentylatora są wyposażone w kołnierze płaskie zgodne z DIN 24154 R2 Ausgabe Juli 90 lub ramki zgodne z DIN 24193 R3. Jeśli kompensatory montowane są klamrami zaciskowymi, możliwe jest wykonanie kompensatorów z montażem na króćcach zgodnie z przesłanym szkicem wymiarowym. Uszczelnienie przejścia wału W wykonaniach standardowych - dla wentylatorów pracujących z medium o temperaturze do +80 C - w celu uszczelnienia wejścia wału do obudowy wentylatora stosuje się filcowy pierścień. Jeśli temperatura jest wyższa niż 80 C, stosuje się płaskie uszczelnienia mechaniczne ( bez zawartości azbestu ). Należy pamiętać, że ten sposób uszczelnienia nie jest całkowicie szczelny. W wypadku specjalnych warunków pracy i podwyższonych wymagań szczelności prosimy o stosowną informację w zapytaniu ofertowym. 1 - Tylna ściana obudowy wentylatora 2 - Uszczelka płaska 3 - Piasta wirnika 4 - Pierścień uszczelniający 5 - Śruba mocująca Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 11
PB Założenia konstrukcyjne Łożyskowanie wału wentylatora Dla typu napędu KX ( sprzęgłowy ) oraz RG ( pasowy ) wał wentylatora osadzony jest na dwóch łożyskach tocznych. Obudowy łożysk wyposażone są w układ smarujący oraz układ kontroli poziomu smaru. W zależności od typu łożyska, są one montowane na wale wentylatora poprzez łożyska stożkowe z tuleją mocującą lub z cylindrycznymi gniazdami łożyska. Łożysko z tuleją mocującą (rysunek 1) Łożysko z owierceniem cylindrycznym (rysunek 2) Podwójne łożysko niedzielone z owierceniem cylindrycznym (rysunek 3) Rysunek 1 1 - Samocentrująca kulka lub łożysko wałeczkowe ( zgodnie z wymaganiami) 2 - Obudowa łożyska 3 - Kontrola poziomu smaru 4 - Nakrętka wału 5 - Złączka płaska smarowania 6 - Uszczelnienie filcowe 7 - Dodatkowe uszczelnienie przeciw zabrudzeniom i pyłom Rysunek 2 Rysunek 3 Układ chłodzenia Dla temperatury medium ponad 80 C wentylatory wyposażone są w dysk chłodzący wykonany ze stopu aluminium (odlew). Jego zadaniem jest rozpraszanie ciepła i redukcję jego radiacji do łożysk (rysunek 4). 1 - Obudowa wentylatora 2 - Obudowa łożyska 3 - Wał wentylatora 4 - Uszczelnienie wału 5 - Dysk chłodzący 6 - Ochrona elementów wirujących Rysunek 4 Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 12
PB Silnik napędowy Dobór silnika wentylatora promieniowego W naszych wentylatorach wykorzystujemy silniki elektryczne, 3 fazowe w wykonaniu IP 55 renomowanych producentów. Moc wentylatora zawsze dobierana jest z uwzględnieniem zapasu. W przypadku, kiedy silniki zainstalowane są w pomieszczeniach, w których temperatura powietrza jest wyższa niż 40 C, należy uwzględnić ich spadek mocy ( wartości podane są w katalogach producentów silników ). Sposoby ochrony silników Wyposażenie ochronne silników używane są w celu ochrony silników przed niedopuszczalnym wzrostem temperatury, przed zniszczeniem oraz w w celu zminimalizowania konieczności wyłączenia całego systemu na okres konserwacji. Skuteczność ochrony silnika jest różna w zależności od typu zastosowanej ochrony - od najmniej skomplikowanych rozwiązań, po zaawansowane technologicznie najbardziej złożone urządzenia, które pozwalają monitorować wszystkie możliwe zagrożenia. Wysokie natężenie prądu podczas rozruchu wentylatora promieniowego - co jest naturalnym zjawiskiem dla tego typu maszyn przepływowych - powoduje szybki ( w kilka sekund ) znaczny wzrost temperatury uzwojeń statora i rotora. Dlatego też na poziomie projektowania bardzo ważne jest uwzględnienie czasu rozruchu wentylatora. Czas rozruchu rzędu 6 do 10 sekund uważa się na normalny rozruch ( czas ciągłej ochrony silnika dzięki wyposażeniu musi być dłuższy niż czas rozruchu ). Dłuższe czasy rozruchu nazywane są rozruchem ciężkim. Wartości standardowe t A 6...10s = rozruch normalny t A 6...10s = ciężki rozruch Do czego służą zabezpieczenia silnika? Najważniejsze zadanie wyposażenia ochronnego jest nie dopuścić do przekroczenia dozwolonej temperatury silnika w szczególności podczas: - ciągłej pracy z nominalnym natężeniem prądu - rozruchu z dopuszczalnym natężeniem rozruchowym prądu - przeciążenia dopuszczalną - zgodnie z DIN VDE 0530-1,5 krotnością prądu nominalnego przez 2 minuty w stanie wygrzanym. Zabezpieczenie przed wybuchem Aby spełnić wymagania ochrony przeciwwybuchowej w zakładach przemysłowych, każdy silnik musi być wyposażony w wyłącznik odcinający zasilanie. Przy doborze wyłącznika zasilania należy się upewnić, że w przypadku zwarcia (np. gdy zablokuje się wirnik ), reakcja wyłącznika w czasie t E potwierdzonym na tabliczce znamionowej silnika, musi być zainicjowana zgodnie z charakterystyką, w stanie zimnym (20 C). Dla silników z zabezpieczeniem oznaczonym znakiem "e", w odniesieniu do ustalonego podczas regulacji czasu nagrzewania t E należy zwrócić szczególną uwagę na warunki rozruchu. Ogólnie dopuszczalny czas rozruchu dla takich silników określa się w sposób następujący: t A 1,7 x t E Przy czasie rozruchu t A i dla czasu t E ochrona silnika jest utrudniona, ponieważ np. przy ponownym rozruchu może nastąpić włączenie zabezpieczenia przed przepięciem, lub pomimo przekroczenia maksymalnej temperatury czopu lub uzwojenia silnika, nie załączy się czujnik przepięciowy, ponieważ dzięki swojej mniejszej stałej termicznej wychłodzi się szybciej niż silnik. W takich przypadkach należy kontaktować się z producentem silnika. Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 13
PB Zagadnienie rozruchu wentylatorów promieniowych Rozruch wentylatorów promieniowych Wentylatory są urządzeniami o trudnym rozruchu. Aby rozruch przebiegł bezproblemowo, silnik napędowy musi pokonać masowy moment bezwładności wirnika oraz przy oporze instalacji musi również pokonać moment obciążający wentylator. Wentylatory promieniowe mają moment obciążający rosnący w kwadracie ( patrz wykres krzywej momentu obciążającego ). Może to powodować niedopuszczalne czasy rozruchu oraz w zależności od sposobu podłączenia elektrycznego ( bezpośrednie lub gwiazda - trójkąt ) problemy z rozruchem ( wentylator nie rozpędza się do prędkości nominalnej ). Dlatego też, jeśli to możliwe, wentylatory powinny być uruchamiane przy zamkniętej przepustnicy ( okrągłej, żaluzjowej lub aparacie kierowniczym ). Wszystkie zalecane w naszym katalogu wielkości silników zostały obliczone z takim założeniem. Czasy rozruchu wymienione w naszych tabelach typoszeregu wentylatorów zostały obliczone dla silników, których moment rozruchowy wynosi M A =2,2 x momentu nominalnego. W przypadku zastosowania silników o innych momentach rozruchowych ( w zależności od produc na ja, habenta ), czas rozruchu będzie inny. Przebieg momentu obrotowego Parametry rozruchu w punkcie nominalnym PN 1. Moment obciążający przy otwartej przepustnicy M L = 9550 x (P W /n V ) 2. Moment obciążający przy zamkniętej przepustnicy M L = 9550 x (P W /n V ) x 0,5 3. Średni moment obciążający przy otwartej przepustnicy M Lm = 9550 x (P W /n V ) x 0,4 4. Średni moment obciążający przy zamkniętej przepustnicy M Lm = 9550 x (P W /n V ) x 0,2 M L [%] 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,4 0,2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 n V [%] Jeśli silnik jest zamawiany osobno przez klienta, producent silnika jeszcze przed jego doborem musi otrzymać następujące informacje: 1. Prędkość obrotowa wentylatora 2. Masowy moment bezwładności wirnika 3. Zapotrzebowanie mocy w punkcie nominalnym PN 4. Rozruch silnika: a) przy otwartej przepustnicy b) przy zamkniętej przepustnicy 5. Podłączenie silnika: a) gwiazda - trójkąt b) podłączenie bezpośrednie 6. Ilość uruchomień na godzinę Producent silnika może dobrać właściwą wielkość silnika oraz typ rozruchu dopiero po analizie w/w parametrów. Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 14
PB Rozruch Czas rozruchu Czas rozruchu zależy bezpośrednio od momentu przyspieszającego. Moment przyspieszający stanowi różnicę między momentem silnika oraz momentem obciążającym. Dokładne wyznaczenie jest możliwe tylko z wykorzystaniem rachunku całkowego. W praktyce wystarczy wyznaczyć średni moment przyspieszający i obliczyć z niego czas rozruchu. Średni moment przyspieszający M BM = średni moment przyspieszający M Mm = średni moment silnika M Lm = średni moment obciążający M A = moment rozruchowy M S = minimalny moment rozruchowy silnika M K = moment krytyczny silnika M M = moment silnika M N = moment nominalny M L = moment obciążający P M = moc silnika w kw P W = moc na wale w kw n M = prędkość obrotowa silnika ( obroty nominalne ) n 0 = prędkość obrotów jałowych M Mm M Lm M M K M A M S M Bm M M M L M N n n M n 0 Rozruch przy podłączeniu typu gwiazda - trójkąt Przy podłączeniu silnika w układzie gwiazda - trójkąt, rozruch odbywa się w połączeniu typu gwiazda - silnik dostarcza 1/3 momentu rozruchowego ale także wymaga 1/3 prądu rozruchowego. Po pewnej prędkości moment obciążający przewyższa moment rozruchowy - prędkość wirnika przestaje wzrastać. Należy wtedy przełączyć silnik w połączenie typu trójkąt, co zawsze powoduje pik natężenia prądu, natomiast silnik rozpędza się do prędkości nominalnej. Prąd rozruchowy Sieć elektryczna, przełączniki oraz aparatura pomiarowa powinny być sprawdzone przez klienta pod kątem rodzaju rozruchu oraz możliwych maksymalnych wahań natężenia prądu. Szczególnie przy rozruchu bezpośrednim ( trójkąt ) należy zwrócić uwagę na zabezpieczenia sieci dla warunków rozruchu. W zależności od rodzaju wirnika, prąd rozruchowy może wynieść 6-8 krotność prądu nominalnego. Problemy z rozruchem Silnik może wystartować wentylator, jeśli moment przyspieszający jest wystarczający w całym zakresie prędkości rozruchowych aż do prędkości nominalnej. Prawidłowy dobór silnika oraz całej infrastruktury elektroenergetycznej musi nastąpić już na poziomie projektowania instalacji - późniejsza zmiana przebiegu momentu ( w całym zakresie ) zainstalowanego silnika jest niemożliwa. Zaleca się stosowanie termistorów PTC w celu ochrony silnika przed wysokimi temperaturami. Zbyt wysoki prąd rozruchowy Jeśli podczas projektu okaże się, że lokalna sieć elektroenergetyczna jest za słaba, należy rozpatrzeć zastosowanie sprzęgła rozruchowego lub falownika. Konieczne jest wtedy uwzględnienie zmiany gabarytów wentylatora. Stosowanie sprzęgła rozruchowego Przy stosowaniu sprzęgła rozruchowego - zarówno hydraulicznego jak i mechanicznego z masą zamachową - moment obrotowy ( moment tarcia ) jest przenoszony ze sprzęgła proporcjonalnie do kwadratu prędkości obrotowej. Do przyspieszenia wirnika silnika wykorzystywana jest różnica między momentami sprzęgła i silnika. W ten sposób silnik startuje prawie bez obciążenia. Całkowity czas rozruchu jest nieznacznie dłuższy od rozruchu bez obciążenia. Dlatego wysoki prąd rozruchowy jest obecny tylko przez bardzo krótki czas. W końcu, gdy moment sprzęgła przekroczy moment obciążenia, stały moment poślizgu sprzęgła powoduje wzrost prędkości. Najważniejszy wpływ na czas rozruchu ma ilość dodatkowego momentu bezwładności. Rozruch może trwać np. ok 5s lub 100s. Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 15
PB Warunki pracy Sposób zabudowy ( podłączenia ) wentylatora Wentylatory mogą być podłączone do instalacji w różny sposób. Wyróżnia się 4 podstawowe sposoby pracy wentylatora. Opis zgodnie z DIN 24163 T1. Typ podłączenia Opis podłączenia Rysunek Rodzaj pracy Strona ssąca Strona tłoczna A wolny wlot wolny wylot Niedopuszczalny dla wentylatorów promieniowych. Silnik zostanie przeciążony. B wolny wlot wylot podłączony kanałem praca na tłoczeniu C wlot podłączony kanałem wolny wylot praca na ssaniu D wlot podłączony kanałem wylot podłączony kanałem praca mieszana ( na ssaniu i tłoczeniu ) Montaż Rekomendujemy stosowanie kompensatorów dla wszystkich wentylatorów promieniowych. Kompensatory zapobiegają przenoszeniu z kanałów do wentylatora hałasu oraz sił pochodzących od wibracji. Równocześnie błędy osiowania kanałów zostają skompensowane. Kompensatory powinny być zawsze montowane bezpośrednio na kołnierzach wentylatora ( z wyjątkiem, kiedy zamontowana jest przepustnica ). Jeśli wentylator jest posadowiony na wibroizolatorach, konieczne jest zastosowanie kompensatorów zarówno na wlocie jak i na wylocie z wentylatora. Konserwacja Dla wentylatorów typu KX oraz RG stosujemy łożyska toczne smarowane smarem, których teoretyczny czas bezawaryjnej pracy wynosi 40.000 godzin roboczych. Wentylatory typu RG są ponadto wyposażone w przekładnię pasową z pasami klinowymi, których żywotność obliczana jest na ok. 25.000 godzin roboczych. Główne punkty konserwacji dotyczą łożysk, sprzęgieł, przekładni pasowych, uszczelnień wałów oraz części narażonych na ścieranie ( takie jak wirniki ). Wszystkie wentylatory wyposażamy we włazy inspekcyjne umożliwiające sprawdzenie stanu wirnika. Wirnik powinien być kontrolowany pod kątem zużycia oraz osadzania się pyłu i brudu - w zależności od stopnia zabrudzenia medium powinien być regularnie czyszczony. Ważnym elementem serwisu jest dostępność części zapasowych - Reitz jest w stanie dostarczyć każdy element wyprodukowanego wentylatora. Należy pamiętać o zapewnieniu odpowiedniego miejsca oraz infrastruktury dla montażu i demontażu wentylatora - w szczególności ważny jest dostęp do wirnika. Monitoring parametrów pracy Rodzaj monitoringu pracy wentylatora jest w głównej mierze uzależniony od funkcji i wagi wentylatora w instalacji. W zależności od roli wentylatora w całym układzie należy rozważyć: zapasowy wentylator w stanie gotowości urządzenia monitorujące takie parametry jak temperaturę i stan łożysk prędkość obrotowa wentylatora drgania Aby zapewnić wysoką dyspozycyjność wentylatorów zaleca się stosowanie układów pomiarowych drgań. Tego typu systemy pozwalają indywidualnie skonfigurować poziom alarmów oraz wyłączeń awaryjnych. Regularne serwisowanie oraz kontrola parametrów pracy pomagają zminimalizować ryzyko nieprzewidzianych przestojów. Prosimy o zapoznanie się i postępowanie zgodnie z wytycznymi dotyczących użytkowania i konserwacji naszych wentylatorów. Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 16
PB Wzory i jednostki Jednostki ciśnienia w układzie SI Jeden Pascal jest równy naciskowi, jaki powoduje siła 1 N działająca prostopadle na powierzchnię 1 m². 1 Pa = 1 N/m² Wszystkie ciśnienia w naszym podręczniku podane są w dapa ( dekapaskalach ). 1 dapa = 1,02 mm H 2 O (słupa wody) Całkowity wzrost ciśnienia Δpt Całkowity wzrost ciśnienia jest sumą energii ciśnienia statycznego i dynamicznego. Δpt = pst + pd Ciśnienie statyczne pst Ciśnienie statyczne wynika z nacisku, jaki wywiera gaz prostopadle do ścianki kanału. pst 1 ; pst 2 Ciśnienie dynamiczne pd Ciśnienie dynamiczne odpowiada energii kinetycznej przepływającego gazu i zależy od jego prędkości i gęstości - co opisuje następujący wzór: pd = 1/2 c² ρ c w m/s Przeliczanie jednostek ciśnienia szukane Pa mmh2o dapa mbar bar dane N/m² kp/m² Torr 1 dapa 1 10 0,1 10-4 1,02 7,5 10-2 1 Pa 1 N/m² 0,1 1 10-2 10-5 0,102 0,75 10-2 1 mbar 10 10² 1 10-3 0,102 10² 0,75 1 bar 10 4 10 5 10³ 1 0,102 10 5 750 1 mmh2o 1 kp/m² 0,981 9,81 1 dapa 9,81 10-2 9,81 10-5 1 735 10-4 1 Torr 13,3 10² 13,3 10² 1,33 1,33 10-3 13,6 1 Strumień objętości Strumień objętości ( objętościowe natężenie przepływu ) oznacza ilość objętości przypadającą na jednostkę czasu. [m³/s, m³/min, m³/h] Strumień objętości zawsze odnosi się do stanu na ssaniu, to znaczy do ciśnienia statycznego pst 1 na króćcu wlotowym oraz temperatury ssania t 1. Jednak przy zmianach temperatury gazu strumień objętości pozostaje stały. Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 17
PB Wzory i jednostki Strumień masy Strumień masy ( masowe natężenie przepływu ) oznacza ilość masy przypadającą na jednostkę czasu. Normalny metr sześcienny Strumień objętości wyrażony w normalnych metrach sześciennych odnosi się do warunków normalnych, dla których temperatura wynosi 0ºC a ciśnienie 101.325 Pa. N wzgl. ρ 1 w kg/m³ = gęstość rzeczywista w warunkach pracy ρ N w kg/m³ = gęstość w warunkach normalnych tj. 0 C i 101.326 Pa Całkowita właściwa praca przepływu Y t Całkowita właściwa praca przepływu oznacza użyteczną różnicę energii między wlotem i wylotem, odniesioną do masy. K = Współczynnik kompresji ρ m = średnia gęstość = 1/2 (ρ 1+ ρ 2 ) Współczynnik kompresji K Współczynnik kompresji uwzględnia ściśliwość powietrza. Współczynnik ten może być wyrażony przez ρ m średnią gęstość. Wzór do obliczenia K Δpst = różnica ciśnienia statycznego pa = ciśnienie absolutne Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 18
PB Wzory i jednostki Ciepło sprężania wentylatora w punkcie nominalnym (PN) Ze względu na fakt, że powietrze wentylatora poddane jest sprężaniu, temperatura w wentylatorze rośnie z temperatury na ssaniu t 1 do temperatury na wylocie z wentylatora t 2 Różnica między temperaturą na wlocie i wylocie z wentylatora nazywa się grzaniem sprężania Δt jako Δt = t 2 - t 1 in C. Wzrost temperatury można szacunkowo obliczyć na podstawie poziomu sprawności wentylatora za pomocą wzoru: Δt w C Δpt w dapa K = współczynnik kompresji (na wykresie został obliczony z wartością 1 ) ηi =wewnętrzna sprawność wentylatora Wzrost temperatury w wentylatorze w zależności od punktu nominalnego i całkowitego wzrostu ciśnienia t [ C] Wzrost temperatury w wentylatorze ηi = 0,25 (silnie zdławiony) ηi = 0,7 Standardowy zakres sprawności PN ηi = 0,85 Wzrost ciśnienia całkowitego pt [dapa] Ważna uwaga dot. bezpieczeństwa pracy wentylatorów Przy silnym dławieniu wentylatora ( kiedy oddalamy się od punktu znamionowego ) sprawność wentylatora znacznie się pogarsza a temperatura zaczyna rosnąć. Przy wentylatorach wysokociśnieniowych z całkowitym wzrostem ciśnienia Δpt 2 > 1000 dapa temperatura obudowy może poważnie wzrosnąć i osiągać ponad 50 C, co może już stanowić zagrożenie pod kątem eksploatacji. Na wykresie możemy zaobserwować parametry dla ηi = 0,25 - w przypadku silnego dławienia. W momencie całkowitego zdławienia przepływu (przepustnica całkowicie zamknięta ) w każdym przypadku odnotowujemy maksymalny wzrost temperatury. Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 19
PB Wzory i jednostki Całkowita moc przekazana P t Całkowita moc przekazana jest wynikiem strumienia masy oraz całkowitego ciśnienia właściwego Y t. Sprawność całkowita η tw Pod pojęciem sprawności całkowitej rozumiemy ilość całkowitej mocy przekazanej P t do mocy na wale wentylatora P W bez strat na napędzie pasowym. Moc na wale Pw Wymagana moc na wale P W jest to moc, którą należy doprowadzić do wału wentylatora uwzględniając rzeczywiste straty mechaniczne ( np. na łożyskach i sprzęgle ). η tw = sprawność całkowita odniesiona do mocy na wale wentylatora Dla ciśnienia całkowitego do Δpt 2 = 355 dapa współczynnik kompresji może zostać pominięty. dla Sprawność η twv (bez współczynnika kompresji) Sprawność η tw (ze współczynnikiem kompresji) Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 20
PB Wzory i jednostki Wpływ gęstości Dla gazu doskonałego możemy wyznaczyć gęstość ze wzoru równania gazu doskonałego. p = ciśnienie [pa] T = temperatura (bezwzględna), T [K] = t [ C] + 273,15 R = stała gazowa [J/kgK] Przy różnych gęstościach powietrza, ciśnienie oraz moc na wale wentylatora zmieniają się proporcjonalnie do gęstości. Inaczej jest ze strumieniem objętości, który pozostaje stały. Wpływ ciśnienia atmosferycznego W zależności od wysokości montażu ( liczonej n.p.m.), bezwzględne ciśnienie powietrza zmienia się, czego konsekwencją jest także zmiana gęstości powierza. - p a = bezwzględne ciśnienie powietrza w h m wysokości [Pa] p 0 = ciśnienie odniesienia w 0 m wysokości [Pa] = 101325 Pa h = wysokość instalacji [km] t = temperatura [ C] Zmiana obrotów Strumień objętości zmienia się proporcjonalnie do obrotów. Ciśnienie zmienia się proporcjonalnie do kwadratu stosunku prędkości. Moc na wale zmienia się proporcjonalnie do sześcianu stosunku prędkości. Index: I = stan wyjściowy II = stan po zmianie Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 21
PB Charakterystyka wentylatora Informacje ogólne Charakterystyka wentylatora to zbiór wszystkich możliwych punktów pracy wentylatora, pokazuje zależność między przepływem a ciśnieniem. Ciśnienie to jest zawsze przedstawione jako całkowity wzrost ciśnienia Δpt 2. Aby wyznaczyć ciśnienie statyczne p st należy odjąć ciśnienie dynamiczne pd od Δpt 2. Przebieg charakterystyki wentylatora zależy od różnych parametrów geometrycznych i przepływowych. Dlatego też w naszych tabelach typoszeregu znajdą Państwo dla każdego wentylatora typ charakterystyki. Punkt nominalny PN Parametry podane w tabelach naszego typoszeregu odnoszą się zawsze do zakresu najwyższej sprawności tj. dla punktu nominalnego PN. Charakterystyka instalacji Każda instalacja stawia wentylatorowi opór. Dla większości instalacji przebieg tego oporu ma kształt paraboli. Ta krzywa, którą nazywamy charakterystyką instalacji, musi zostać dokładnie obliczona przez klienta. Punkt pracy PP W zależności od oporów instalacji i aktualnych warunków pracy, wentylator może pracować na każdym punkcie jego charakterystyki - taki punkt nazywamy punktem pracy PP. Współpraca wentylatora i instalacji Punkt przecięcia charakterystyki wentylatora i instalacji nazywamy rzeczywistym punktem pracy PP. Punkt ten powinien leżeć możliwie najbliżej punktu nominalnego PN. W przypadku, kiedy opory instalacji są mniejsze niż wcześniej kalkulowane (Δpt II ), w punkcie pracy PP jest większy strumień objętości II). W rezultacie zamontowany silnik może zostać przeciążony i zniszczony. Szczególnie dla wentylatorów, które charakteryzują się stałym wzrostem zapotrzebowania mocy ( charakterystyka typu 1, 2 i 3), nawet niewielkie przekroczenie punktu nominalnego pociąga za sobą wyraźny wzrost zużycia energii. NP = punkt nominalny= dane katalogowe PP = punkt pracy = przecięcie z charakterystyką instalacji pt/pw pt I pt NP BP pt II Pw II Pw Pw I V 1I V 1II V Rezerwa mocy Dlatego też zaleca się stosowanie silników dysponujących wystarczającą rezerwą mocy. Z doświadczenia wynika, że należy dobierać moce silników o 15-30 % większe od wymaganej mocy na wale wentylatora. P M = P W + 15 % do 30 % Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 22
PB Zmiana ciśnienia przy różnych typach pracy Praca po stronie ssącej Δpt 2 = pst 2 + pd 2 pst 2 = Δpt 2 - pd 2 ρ 0 p 0 Δpt 2 pst 2 pd 2 = gęstość względna = względne ciśnienie powietrza = całkowity wzrost ciśnienia - po stronie tłocznej = ciśnienie statyczne - po stronie tłocznej = ciśnienie dynamiczne - po stronie tłocznej Praca po stronie tłocznej Opory instalacji Δpt 1 = pst 1 + pd 2 - pd 1 pst 1 = Δpt 1 - pd 2 + pd 1 Δpt 1 = całkowity wzrost ciśnienia - po stronie ssącej pst 1 = ciśnienie statyczne - po stronie ssącej ( uwaga na znak przed pst 1 (-) ) pd 1 = ciśnienie dynamiczne - po stronie ssącej pd 2 = ciśnienie dynamiczne - po stronie tłocznej Przy pracy ssącej należy zawsze pamiętać o wielkość przepływu, jaki jest niezbędny. Przepływ po stronie ssącej lub tłocznej jest inny od przepływu masy na wejściu do wentylatora. Aby ułatwić przeliczenie z na należy stosować odpowiednie przeliczniki z działu TA 2. z ρ 0 = 1,205 kg/m³ Praca mieszana ( po stronie ssącej i tłocznej ) Δpt = pst 2 + pst 1 + pd 2 - pd 1 Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 23
PB Przebieg charakterystyki przy różnych typach pracy Praca po stronie ssącej Δpt 2 = pst 2 + pd 2 NP pst 2 = Δpt 2 - pd pt 2 2 pt2 pst 2 pst 2 pd 2 pd 2 pd 2 V 1 A 2 = powierzchnia wylotu wentylatora Praca po stronie tłocznej Δpt 1 = pst 1 + pd 2 - pd 1 pst 1 = Δpt 1 - pd 2 + pd 1 NP 2 2 1 1 1 1 V 1 Δpd = pd 2 - pd 1 gdy A 1 = A 2 wtedy Δpd = 0 Δpt 1 = pst 1 A 1 = powierzchnia wlotu wentylatora Rodzaj pracy: po stronie ssącej i tłocznej Δpt = pst 2 + pst 1 + pd 2 - pd 1 NP 2 Δpd = pd 2 - pd 1 gdy A 1 = A 2 wtedy Δpd = 0 2 1 + 2 1 1 + 2 Δpt = pst 2 + pst 1 V 1 Zmiana gęstości Przy wzroście ciśnienia całkowitego od Δpt 2 = 250 dapa widoczna jest wyraźna zmiana gęstości przy zmianie trybu pracy po stronie tłocznej na ssącą. Dlatego też w tabelach typoszeregu, dla każdego zakresu ciśnień, zostały podane osobno wartości całkowitego wzrostu ciśnienia przy pracy po stronie ssącej Δpt 1 jak i tłocznej Δpt 2 ( patrz strona PB25). Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 24
PB Obliczanie ciśnienia przy pracy na ssaniu i tłoczeniu Wszystkie parametry wentylatorów przedstawione w niniejszym podręczniku są parametrami obliczeniowymi i odnoszą się do pracy po stronie tłocznej przy założeniu następujących parametrów: temperatura na ssaniu 20 C, ciśnienie atmosferyczne ρ 0 = 10132,5 dapa oraz gęstość ρ 0 = 1,205 kg/m³. Przy obliczaniu gęstości ρ 1 oraz ρ 2 zakładamy, że: ciśnienie statyczne jest równe całkowitemu wzrostowi ciśnienia (Δpt = pst) a przekrój wlotu i wylotu są takie same. Wzory podstawowe obliczania ciśnienia Przy obliczaniu parametrów pracy po stronie tłocznej na parametry pracy po stronie ssącej - i na odwrót - ciśnienia wyrażone są jako stosunek gęstości przy pracy na tłoczeniu i ssaniu odniesione do warunków atmosferycznych. poziom 2 ρ2 z p 2 Δpt2 z poziom 0 ρ0; t0 ρ 0 = 1,205 kg/m³ p0 Δpt1 poziom 1 p p1 próżnia całkowita ρ1 Legenda Δpt = wzrost ciśnienia całkowitego pst = ciśnienie statyczne pd = ciśnienie dynamiczne = strumień objętości w m³/min A = powierzchnia w m² PN = punkt nominalny wentylatora ρ 0 ρ T = 1,205 kg/m³ = gęstość odniesienia = gęstość w kg/m³ = temperatura termodynamiczna w K t = temperatura w C R = stała gazowa dla powietrza = 287 J/kg K Index: 1 = strona ssąca 2 = strona tłoczna 0 = wielkości odniesienia określone przez: p 0 = 10132,5 dapa ciśnienie atmosferyczne t 0 = 20 C temperatura wlotowa ρ 0 = 1,205 kg/m³ gęstość wlotowa p = ciśnienie odniesienia w dapa Poziom 0 : ciśnienie odniesienia = ciśnienie atmosferyczne Poziom 2 : nadciśnienie Poziom 1 : podciśnienie Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 25
PB Charakterystyka montażowa Strata montażu Wentylator oraz instalacja stanowią połączony system, w którym nieustannie jedno oddziałuje na drugie. Po montażu wentylatora, w zależności od warunków przepływu na wlocie i wylocie, pojawiają się odchylenia od charakterystyki katalogowej. Odchylenia te są znane pod pojęciem strat montażowych. Odchylenie od charakterystyki katalogowej pt pt NP NP Charakterystyka testowa (katalogowa) Odchylenie = strata montażu Charakterystyka montażowa V 1NP V 1 Aby zminimalizować możliwe straty montażowe należy unikać źródeł zakłóceń przepływu takich jak: zmiana kierunku kanału od razu przed lub za wentylatorem przepustnica okrągła bezpośrednio przed wentylatorem kompensatory ze zwężonym przekrojem za krótki odcinek zasysania nieodpowiednie elementy przejściowe ( zmieniające średnicę / przekrój ) strata ciśnienia na wlotach kolanowych zawirowania na wlocie wentylatora - spowodowane elementami instalacji straty przecieków na kanałach i urządzeniach instalacji wiry zrywające pochodzące od instalacji ciśnienie dynamiczne na wylocie z wentylatora ( w dyfuzorze ) Charakterystyka katalogowa Pod pojęciem charakterystyki katalogowej wentylatora, rozumiemy zgodnie z normą DIN 24 163 zależność zmierzoną na znormalizowanym stanowisku kontrolnym w dokładnie określonych warunkach testu pomiędzy wzrostem ciśnienia Δp wentylatora oraz zassanym strumieniem objętości w króćcu wlotowym wentylatora. W celu uzupełnienia danych eksploatacyjnych podaje się jeszcze moc P w mierzoną na wale wentylatora. Wszystkie dane w katalogach, prospektach, dokumentacji technicznej itp. odnoszą się zasadniczo do charakterystyki katalogowej. Zależy ona od wielu wielkości geometrycznych oraz techniczno przepływowych. Punkt projektowy lub obliczeniowy charakterystyki katalogowej jest określany jako punkt znamionowy (PN). Z reguły znajduje się on w optymalnym zakresie współczynnika sprawności. Wszystkie parametry przepływowe wentylatorów są podawane w odniesieniu do: Ciśnienie powietrza p 0 = pa = 10132,5 dapa Temperatura wlotowa t 0 = t 1 = 20 C Gęstość wlotowa ρ 0 = ρ 1 = 1,205 kg/m³ Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 26
PB Tolerancje Kryteria podstawowe Na skutek korekt obliczeniowych i produkcyjnych - nazywanych ogólnie tolerancjami, dopuszczalne jest wystąpienie odstępstw od założonych parametrów pracy wentylatora. Odstępstwa te określa się na podstawie klasy dokładności, w jakiej wykonany jest wentylator. O tym, jaka to będzie klasa decyduje wiele kryteriów. Dlatego każdorazowo określenie dokładności wykonania wymaga dodatkowych uzgodnień. Niepewność określenia parametrów pracy wentylatora wynikających np. z nietypowych warunków zabudowy (zakłócenia odpływu i odpływu medium) nie jest uwzględniana w tolerancjach ogólnych i należy ją uwzględniać indywidualnie. Szczegóły korekt znajdują się w naszej broszurze "Dobór wentylatora w praktyce". Tolerancja w zależności od klasy dokładności Klasa dokładności zgodnie z DIN 24166 0 1 2 3 Strumień objętości ±1% ± 2,5% ±5% ± 10% Wzrost ciśnienia całkowitego Δpt ±1% ± 2,5% ±5% ± 10% Moc na wale P W + 2% + 3% + 8% + 16% Sprawność η tw - 1% - 2% - 5% - Wartość hałasu L W, + 3dB + 3dB + 4dB + 6dB Jeśli nie ustalono inaczej, obowiązują następujące klasy dokładności: Moc na wale P W > 50kW Klasa 1 Moc na wale P W < 50kW Klasa 2 Dla wentylatorów w wykonaniu specjalnym ( np. wentylatory z wirnikami transportowymi, z wirnikami silnie odchylonymi, wersje gumowane itp. ) obowiązuje klasa 3. Klasę 2 można stosować dla lekko zmodyfikowanych wirników a także dla zmienionych warunków dopływu. Stan pracy Tolerancje mają odniesienie tylko do punktu projektowego - punktu nominalnego wentylatorów, wyznaczonego przez prędkość obrotową, strumień objętości, ciśnienie, gęstość oraz medium. Odchylenia od wymiarów Dopuszczalne odchylenia wymiarów na rysunkach odpowiadają ISO 2768-mK oraz EN ISO 13920-A. Zakres wymiarów nominalnych (mm) ponad 6 do 30 ponad 30 do 120 ponad 120 do 315 ponad 315 do 1000 ponad 1000 do 2000 ponad 2000 do 4000 Tolerancja (mm) + 1 +1,5 + 2 + 3 + 4 + 5 + 8 ponad 4000 do 8000 Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 27
PB Akustyka Przy planowaniu i realizacji instalacji przemysłowych konieczne jest uwzględnienie hałasu, którego dopuszczalne wartości są regulowane prawnie. Krytycznym źródłem hałasu instalacji jest wentylator. Dlatego też już na poziomie planowania instalacji należy zwrócić uwagę na jego parametry akustyczne. Aby dotrzymać ( lub wykazać ) wymagane wartości akustyczne konieczne jest wykonywanie pomiarów zgodnie z obowiązującymi wytycznymi. Do pomiarów akustycznych wentylatorów stosuję się normę DIN 45635 str. 1 "Pomiary hałasu maszyn", wzg. DIN 45635 Część 38 "Pomiary hałasu wentylatorów". Powyższe normy opisują zasady wyznaczania stopnia promieniowania dźwięku bezpośrednio do otoczenia ( emisja dźwięku ) zgodnie ze zestandaryzowanymi metodami. Dzięki temu wyniki mogą być porównywane. Metody pomiaru opisane w normie obowiązują tylko dla swobodnej propagacji dźwięku, tzn. w otoczeniu wolnym od odbić. Jednak w praktyce takie optymalne warunki nie istnieją. Wartości hałasu zmierzone w warunkach pracy zamontowanego w instalacji urządzenia zawsze różnią się mniej lub bardziej od wartości zmierzonych w warunkach idealnych ( wolnych od odbić ). Rzeczywiste warunki pracy, sposób i jakość montażu w połączeniu z wpływem otoczenia prowadzą do znacznego wzrostu poziomu hałasu. Dlatego też przy gwarantowaniu użytkownikowi końcowemu określonego poziomu hałasu należy uwzględnić zarówno obliczenia akustyczne jak i korekcję ( dodatek ). Hałas wentylatora w instalacji = Hałas podany przez Reitz + Dodatek* (Korekcja) *Wartość dodatku mieści się zwykle w zakresie od 3 do 9 db(a) Dodatki poziomu hałasu muszą być kalkulowane i uwzględniane przez projektanta instalacji ew. akustyka. Rzeczywiste wartości dodatków, jakie uwzględnia się w całkowitym hałasie wentylatora zależą od ilości parametrów mających na niego wpływ. Wpływ hałasu w warunkach pracy Przy projektowaniu instalacji, aby teoretyczne parametry akustyczne wentylatora miały odzwierciedlenie w rzeczywistości, koniecznie należy oszacować i uwzględnić następujące źródła dodatkowego hałasu: hałas silników dodatkowy hałas pochodzący od innych maszyn zwiększenie hałasu poprzez wpływ pomieszczenia, gdzie zamontowany jest wentylator ( odbicia ) zwiększenie hałasu jeśli punkt pracy nie pokrywa się z punktem nominalnym wentylatora - ze względu na inny parametry instalacji wentylator nie pracuje z parametrami zamówieniowymi zwiększenie hałasu poprzez mechaniczną regulację przepływu ( aparaty kierownicze, przepustnice, etc. ) zwiększenie hałasu poprzez kompensatory ( "dziury akustyczne" w systemie ) zwiększenie hałasu poprzez elementy instalacji np. kanały, kolana, wloty kolanowe, zmiany przekrojów - elementy przejściowe itp. ) zwiększenie hałasu poprzez wiry zrywające instalacji Wpływ lokalnych warunków zabudowy jak także dodatkowych źródeł hałasu musi być wyznaczony i obliczony przez projektanta instalacji. Aby uniknąć błędów w projektowaniu i obliczaniu prosimy skorzystać z naszej broszury " Akustyka w praktyce ", gdzie znajdą Państwo więcej informacji. Podręcznik wentylatorów promieniowych / Rozdział 1 - REITZ Lista 2010 PB 28