Виды вентиляторов для вентиляции: как устроены осевые, центробежные, канальные и крышные и какой тип выбрать под задачу

К нам приходят с типичной жалобой «поставили вентилятор, паспортный расход 400 кубов, а по факту еле дует». В восьми случаях из десяти сам вентилятор ни при чем, потому что тип выбран не под ту сеть. Осевой, рожденный гнать много воздуха при слабом сопротивлении, воткнули в длинную трассу с поворотами, где нужен радиальный. Ниже виды вентиляторов даны так, как их делит ГОСТ, с цифрами давления и расхода по каждому типу и сводной таблицей подбора. Если вы пока не определились с самой схемой вентиляции, начните со статьи о видах вентиляции, а сюда возвращайтесь за конкретным железом.

Классификация вентиляторов: три оси, по которым их делят

Термины задает ГОСТ 34002-2016 «Вентиляторы. Термины и классификация». По принципу действия он закрепляет четыре типа: осевой, радиальный (он же центробежный, стандарт прямо фиксирует это как синонимы), диагональный и диаметральный. Все остальные названия, которые вы встретите в каталогах, описывают место установки или условия работы той же четверки.

По конструкции у осевого воздух идет вдоль оси вращения колеса, у радиального входит вдоль оси, а выходит перпендикулярно, в спиральный корпус. Диагональный дает поток под углом около 45 градусов и совмещает качества первых двух. Диаметральный (в быту тангенциальный) прогоняет воздух поперек колеса, и такие стоят во внутренних блоках кондиционеров и тепловых завесах.

По месту установки канальный встраивается в разрыв воздуховода, крышный ставится на кровлю, есть исполнения для проема в стене и окне. Это не отдельные принципы действия, ведь внутри канального корпуса обычно радиальное или диагональное колесо, крышный бывает и осевым, и радиальным.

По условиям эксплуатации вентилятор общего назначения по ГОСТ рассчитан на неагрессивный воздух от минус 50 до плюс 80 градусов с запыленностью не выше 100 мг/м³. Все, что жестче, то есть дым при пожаре, взрывоопасные пары, кислотные испарения и пыль килограммами, забирают специальные исполнения, а о них отдельный раздел ниже.

Четвертая шкала решает больше всего и привязана к давлению. Традиционно в справочниках вентиляторы делят на машины низкого давления (до 1 кПа), среднего (1–3 кПа) и высокого (3–12 кПа). Действующий ГОСТ 34002-2016 проводит границы иначе, а именно до 2, 2–6 и 6–30 кПа. Обе шкалы живут параллельно, но каталоги производителей чаще держатся привычной первой.

Для проектировщиков и снабженцев, которым нужны ссылки на нормативку, действующий набор стандартов выглядит так. Термины и классификацию задает ГОСТ 34002-2016, радиальные вентиляторы общего назначения описывает ГОСТ 5976-2020, осевые ГОСТ 11442-2020, а канальные ГОСТ 34662-2020. Крышные радиальные нормирует ГОСТ 24814-81, и он с 1983 года так и не заменен. Старые редакции 5976-90, 11442-90 и 10616-90 утратили силу, ссылаться на них в проектах уже нельзя.

Осевые вентиляторы: много воздуха при слабой сети

Осевой вентилятор — это колесо с лопастями в цилиндрическом корпусе, воздух движется вдоль оси вращения. Конструктивно это самый простой и легкий тип, ведь на единицу мощности нужно меньше металла, и возможен реверс (поменяли направление вращения, поток пошел в обратную сторону).

Осевой силен большим расходом и слаб по давлению. Массовые осевые серии развивают десятки, максимум сотни паскалей, поэтому им нужна короткая сеть с малым сопротивлением. Ходовая промышленная серия ВО 06-300 дает полное давление от 36 до 1293 Па при производительности до 71 тысячи м³/ч у старшего типоразмера, а производитель прямо ограничивает применение сетями с сопротивлением не выше 350 Па. Справедливости ради, «до 1 кПа» не физический предел типа, ведь ГОСТ 11442-2020 допускает осевые машины с давлением до 10 000 Па на ступень, но это уже специальные многолопаточные конструкции с направляющими аппаратами, в каталогах общеобменной вентиляции их нет. КПД у лучших аэродинамических схем по тому же ГОСТ доходит до 0,89, ровно потому, что воздух идет по прямой и не тратит энергию на развороты.

Встречаются в вытяжках санузлов и кухонь, решетках с вентилятором в стене и окне, обдуве оборудования, проветривании гаражей, подвалов и туннелей и в градирнях. Реверс тоже находит применение, ведь смена направления вращения разворачивает поток, и одна машина работает то на приток, то на вытяжку, без переделки проема. В противодымной вентиляции осевые машины забирают задачи с большими объемами, и серия ВО-21-210А ДУ перекачивает до 115 тысяч м³/ч дымовоздушной смеси при давлении всего до 450 Па.

В бытовом примере для квартиры накладной осевой вентилятор D100 типа ERA 4 дает 97 м³/ч при 35 дБ(А) и 14 Вт, а малошумный ВЕНТС 100 Силента-С скромнее по расходу (78 м³/ч), зато 26 дБ(А) и 5,6 Вт. Этого хватает на ванную или туалет, где норма воздухообмена 25 м³/ч. У малошумных серий уровень шума часто нормирован на расстоянии 3 метра, так что сравнивайте паспорта внимательно. Каталог осевых моделей под разные задачи собран в разделе осевые вентиляторы Zonda.

Центробежные (радиальные) вентиляторы: давление для длинных трасс

Центробежный вентилятор — это колесо в спиральном корпусе-«улитке», и воздух засасывается в центр колеса вдоль оси, лопатки отбрасывают его к периферии, а поток выходит перпендикулярно входу. Разворот на 90 градусов и работа центробежной силы дают высокое давление, недоступное осевому.

Советский ГОСТ 5976-90 охватывал радиальные машины общего назначения с колесами от 200 до 3150 мм и давлением до 12 000 Па, а действующий ГОСТ 5976-2020 поднял планку до 30 000 Па, и для сравнения это в десятки раз выше потолка массовых осевых серий.

Поведение радиального вентилятора сильно зависит от того, куда загнуты лопатки колеса. Лопатки, загнутые назад, дают КПД около 80 процентов и работают экономичнее, поэтому их ставят в приточные установки и системы с длительным режимом работы. Лопатки, загнутые вперед, выдают нужное давление при меньшем диаметре колеса и меньших оборотах, но КПД у них порядка 60 процентов. Отсюда компактные канальные и бытовые машины чаще строят на колесах «вперед», а энергоэффективные приточки и промышленные агрегаты на колесах «назад».

Без радиальных не обойтись в приточных установках и системах кондиционирования, разветвленных сетях офисов и кафе, промышленной вентиляции и дымососах. Отдельный подкласс, пылевые вентиляторы ВЦП, перемещает воздух с примесями до 1 кг/м³ и работает в аспирации и пневмотранспорте, то есть гоняет стружку от станков, зерно и опилки. Подобрать машину под давление и расход можно в каталоге радиальных вентиляторов.

Минусы тоже есть, ведь спиральный корпус делает машину крупнее и тяжелее осевой аналогичного расхода, а монтаж требует учитывать разворот потока.

Здесь только база, а подробный подбор по давлению и расходу, типоразмерные ряды и монтаж радиальных машин описаны в статье центробежные вентиляторы.

Канальные вентиляторы: невидимая рабочая лошадка

Канальный вентилятор по ГОСТ 34002-2016 — это машина, встраиваемая в прямолинейный воздуховод, и корпус с входным и выходным фланцами ставится в разрыв трассы, а воздух проходит насквозь. Снаружи видны только воздуховоды, сам вентилятор прячется за подшивным потолком, и это главная причина его популярности в квартирах, магазинах и кафе.

По форме корпуса делятся на круглые и прямоугольные, под соответствующий воздуховод. Внутри чаще всего радиальное колесо с загнутыми вперед лопатками либо диагональное, а серии типа ВЕНТС ТТ прямо позиционируются как смешанный тип, собравший расход осевых и давление центробежных. Монтажных ограничений минимум, и производители допускают установку в любой точке сети и под любым углом, поэтому канальник встает и на вертикальный участок за коробом, и горизонтально над потолком. Для помещений с жесткими требованиями к шуму выпускают шумоизолированные версии, и у Systemair KVK корпус обшит слоем минеральной ваты 50 мм, такой ставят, когда воздуховод проходит над спальней или переговорной.

Канальный вентилятор выбирают тогда, когда вытяжке нужно давление, а интерьеру тишина и чистый потолок. Накладной осевой на стене справится с одной ванной, но ветку на санузел, кухню и гардеробную с несколькими поворотами вытянет только канальник. Типичные бытовые и полупромышленные модели закрывают расходы примерно от 160 до 1700 м³/ч, дальше начинается территория полноценных радиальных машин.

Это обзорный раздел, а как считать производительность, подбирать диаметр и сравнивать конкретные модели, мы разобрали в статье как выбрать канальный вентилятор, а живые позиции собраны в каталоге канальных вентиляторов.

Крышные вентиляторы: вытяжка, которая живет на кровле

Крышный вентилятор — это агрегат, спроектированный для установки на кровле, и корпус защищен от осадков, ось вращения вертикальная, воздух забирается из шахты под ним. По ГОСТ 34002-2016 рабочее колесо может быть и радиальным, и осевым, так что «крышный» описывает место работы. Радиальные крышные машины нормирует отдельный стандарт ГОСТ 24814-81, с колесами от 200 до 1600 мм, производительность от 300 до 80 000 м³/ч, статическое давление до 600 Па. По данным журнала АВОК, рыночный диапазон крышных вентиляторов еще шире, порядка 500–100 000 м³/ч при давлении до 1500 Па.

Куда уходит выброс, видно по маркировке, ведь у серии ВКР он боковой, у ВКРМ под 90 градусов вверх, у ВКРФ факельный, вертикально вверх мимо зоны обслуживания кровли. Осевые крышные машины берут задачи с малым сопротивлением сети, радиальные тянут разветвленные вытяжные системы.

Отдельная деталь, без которой крышный вентилятор не смонтировать, называется монтажный стакан. Стакан несет вентилятор, проводит шахту через кровлю и отвязывает вибрацию от конструкций здания, то есть решает сразу три задачи. Это рама с креплением к несущей части кровли; между стаканом и основанием кладут резиновую прокладку, сам стакан крепят анкерными болтами, внутрь при необходимости ставят воздушный клапан. Для скатных кровель у ряда серий есть исполнения с регулируемым углом наклона до 20 градусов, чтобы ось вентилятора осталась вертикальной. Как стакан встает на кровлю и в каком порядке монтируют узел, разобрано в статье про установку крышного вентилятора.

Применяют их в вытяжной вентиляции многоквартирных домов, производственных корпусов, складов и торговых зданий. Стандартные исполнения работают со средой до +80 градусов, для агрессивных сред есть версии из нержавеющей стали, для взрывоопасных производств взрывозащищенные. Крышные позиции мы поставляем под заказ, подбор начинается с общего каталога вентиляторов Zonda.

Специальные исполнения: взрывозащита, жаростойкость, дымоудаление

Все, что выходит за рамки «чистый воздух до +80 градусов», требует специального исполнения. Это не маркетинговая надбавка, ведь применение спецверсий прописано в нормах, и на объекте их потребует любая экспертиза.

Взрывозащищенные вентиляторы обязательны там, где в воздухе могут оказаться горючие газы, пары или пыль, ведь по СП 60.13330.2020 (пункт 7.9.3) оборудование во взрывозащищенном исполнении ставится в помещениях категорий А и Б и в воздуховодах систем, которые эти помещения обслуживают. Это покрасочные камеры, АЗС, деревообработка, мукомольные производства, аккумуляторные.

Конструктивно искру исключают материалами, а именно корпус из алюминиевого сплава, узлы в зоне вращения из неискрящих металлов вроде латуни, двигатель во взрывозащищенном исполнении. Соответствие подтверждается сертификатом по техрегламенту ТР ТС 012/2011 (конструктивные требования собраны в ГОСТ 31441.1 и 31441.5) и Ex-маркировкой на шильдике вида «II Gb c IIB T4», и она кодирует группу оборудования, уровень взрывозащиты, ее вид, подгруппу взрывоопасной среды и температурный класс. Читать эту маркировку должен уметь тот, кто подписывает спецификацию, потому что вентилятор «просто взрывозащищенный», без привязки к категории среды на объекте, экспертизу не пройдет.

Вентиляторы дымоудаления должны продержаться во время пожара, пока идет эвакуация, и выбрасывают горячие продукты горения из коридоров и атриумов. СП 7.13130.2013 нормирует шесть классов огнестойкости, от 0,5 часа при 200 градусах до полутора часов при 600, а ходовые исполнения у производителей держат 2 часа при 400 градусах и 1,5 часа при 600. Испытывают их по ГОСТ Р 53302-2009 на температурном ряду 200, 300, 400 и 600 градусов, и критерий там жесткий, ведь машина считается отказавшей, если за время огневых испытаний подача просела больше чем на 15 процентов или давление больше чем на 10. Выпускаются и осевыми, и радиальными, включая крышные версии с суффиксом ДУ в маркировке (ВКРФ ДУ, серии КРОС-ДУ и КРОВ-ДУ у ВЕЗА); версии ДУВ совмещают дымоудаление с повседневной вентиляцией.

Коррозионностойкие и жаростойкие машины для гальваники, лабораторий и вытяжных шкафов с кислотными испарениями делают из полипропилена и ПНД, потому что пластик держит большинство реагентов при температуре среды до +80 градусов. Для горячих процессов, наоборот, берут металл, и жаростойкие машины из нержавеющей стали перемещают воздух от печей и сушильных камер с температурой до +200, а промышленные исполнения до +300 градусов.

Сводная таблица: сравниваем типы по давлению, расходу и задачам

Цифры ниже собраны по каталогам производителей и ГОСТ и дают порядок величин для типа в целом. Для подбора всегда смотрите кривую давление-расход выбранной машины, ведь соседние типоразмеры одной серии отличаются в несколько раз.

Из таблицы видна главная развилка подбора. Если сеть короткая и сопротивление маленькое, берите осевой, потому что он даст тот же расход дешевле и тише. Как только в сети появляются метры воздуховодов, повороты и решетки, переходите на радиальную аэродинамику в любом удобном корпусе, то есть канальном, крышном или в классической улитке.

Как выбрать тип вентилятора под задачу

Подбор начинается с сопротивления сети, и порядок такой.

На шаге 1 посчитайте расход. Нормы воздухообмена и методика есть в статье расчет вентиляции, и для квартиры это десятки кубов на помещение, а для кафе и производств счет идет на тысячи.

На шаге 2 оцените сопротивление сети. Каждый метр воздуховода, каждый поворот, решетка и фильтр съедают давление, а как считать потери, описано в статье расчет воздуховодов. Для ориентира типовые квартирные и офисные системы теряют 100–250 Па, а установки с фильтрами и калориферами до 400. Вентилятор без запаса по давлению не выйдет на паспортный расход.

На шаге 3 выберите аэродинамику. При сопротивлении до 300–350 Па и короткой трассе хватит осевого или диагонального. При длинной разветвленной сети, приточной установке и фильтрах нужно радиальное колесо, лучше с загнутыми назад лопатками, если машина будет молотить круглосуточно.

На шаге 4 определите место установки. За потолком ставят канальный, на кровле крышный со стаканом, в стене или окне осевой накладной, а тип монтажа не меняет аэродинамику, он меняет корпус.

На шаге 5 проверьте шум и спецтребования. Для жилых комнат СанПиН 1.2.3685-21 держит планку 40 дБА днем и 30 дБА ночью, поэтому в спальню берут малошумные серии или выносят вентилятор в канал подальше от решетки. Категории А и Б, горячие или агрессивные среды сразу уводят в специсполнения.

А как это выглядит на типовых объектах?

Санузел в квартире имеет норму 25 м³/ч и короткий канал, поэтому накладной осевой на 90–100 м³/ч с запасом закрывает задачу, а малошумная серия впишется даже в ночные 30 дБА.

Кафе с длинной вытяжной веткой за потолком означает десятки метров воздуховодов, повороты и решетки, поэтому осевой здесь не жилец, нужен канальный с радиальным колесом или отдельная радиальная машина, а расход считается по посадочным местам и кухне.

Цех или склад с тысячами кубов в час на общеобменную вытяжку берут крышные вентиляторы на стаканах по кровле или радиальные агрегаты, а при запыленности выше 100 мг/м³ переходят на пылевые исполнения.

Инженер, который подбирает вентилятор, ищет рабочую точку, то есть место, где кривая машины пересекается с характеристикой вашей сети, желательно в зоне максимального КПД. Самая дорогая ошибка здесь классическая, когда вентилятор берут «по кубам» без учета давления. Машина, от которой ждали 4000 м³/ч, в реальной сети выдает 2500–3000, дальше начинаются жалобы на духоту и запахи. Если сомневаетесь в цифрах сопротивления, дешевле спросить, ведь наш инженер считает такие задачи каждый день и подберет тип и типоразмер под вашу трассу.

Частые вопросы

Чем осевой вентилятор отличается от центробежного?
Направлением потока и давлением, ведь у осевого воздух идет вдоль оси вращения, и расход большой, а давление слабое. У центробежного колесо отбрасывает воздух в спиральный корпус перпендикулярно входу, и расход скромнее при том же габарите, зато давление намного выше, и длинная сеть ему не помеха.

Что значит вентилятор низкого, среднего и высокого давления?
По традиционной справочной шкале низкое давление до 1 кПа, среднее 1–3 кПа, высокое 3–12 кПа. Действующий ГОСТ 34002-2016 делит иначе, а именно до 2, 2–6 и 6–30 кПа. В быту вы чаще всего имеете дело с машинами низкого давления, высокое живет в промышленности и пневмотранспорте.

Какой вентилятор тише: осевой или центробежный?
При слабой сети тише осевой, потому что он берет расход аэродинамикой, без высоких оборотов. Но если заставить осевой продавливать сопротивление, обороты и шум резко растут, и радиальная машина с запасом по давлению окажется тише. Для жилья ориентир один, и это 30 дБА ночью по СанПиН.

Можно ли ставить осевой вентилятор в длинный воздуховод?
Массовые осевые серии рассчитаны на сопротивление сети до 300–350 Па. Длинная трасса с поворотами съест это давление целиком, и расход упадет в несколько раз. Для таких задач берут канальный с радиальным или диагональным колесом либо полноценную радиальную машину.

Что такое монтажный стакан и обязателен ли он для крышного вентилятора?
Стакан — это опорная рама, через которую вентилятор ставится на кровлю, и она несет агрегат, герметично проводит шахту через кровельный пирог и гасит вибрацию. Без стакана крышную машину корректно не смонтировать; для скатных кровель есть версии с регулируемым наклоном до 20 градусов. Подробный порядок работ описан в материале про монтаж крышного вентилятора на стакан.

Чем диагональный вентилятор отличается от осевого и радиального?
Это промежуточный тип, воздух входит вдоль оси, а выходит под углом около 45 градусов. Давление выше, чем у осевого, габариты и цена ниже, чем у радиального. На диагональных колесах строят компактные канальные вентиляторы для бытовых вытяжек, где осевой слаб по напору, а полноценная улитка не помещается.

Можно ли поставить обычный вентилятор в систему дымоудаления?
Нет, потому что вентилятор общего назначения рассчитан на воздух до +80 градусов, при пожаре он выйдет из строя за минуты. Для противодымных систем нормы требуют машины с подтвержденным пределом огнестойкости (типовые исполнения выдерживают 2 часа при 400 градусах или 1,5 часа при 600), испытанные по ГОСТ Р 53302-2009. Замена такого вентилятора «обычным» блокируется еще на экспертизе проекта.

Что в итоге

Тип вентилятора определяется сетью. Осевой дает максимум воздуха при сопротивлении до сотен паскалей и для санузлов и коротких вытяжек. Радиальный дает давление до десятков килопаскалей, для приточек, длинных сетей и промышленности. Канальный имеет ту же аэродинамику в корпусе для скрытого монтажа. Крышный обслуживает вытяжку больших зданий с кровли и обязательно стоит на монтажном стакане. Для пожара, взрывоопасных зон и агрессивных сред существуют специсполнения, и их применение диктуют нормы.

Если под вашу задачу нужно подобрать конкретный тип и типоразмер, напишите нам, и инженер посчитает сеть и пришлет варианты с ценами в рабочее время в течение часа.

Наши мессенджеры: Max, Telegram, WhatsApp