Prawidłowa praca systemu wentylacyjnego zależy przede wszystkim od prawidłowego dobrania wentylatorów, ich wydajności i ciśnienia dyspozycyjnego. Dobór jest zagadnieniem dosyć złożonym, zaś właściwe wyliczenie oporów jest istotne ze względu na poprawność pracy całej instalacji. W niniejszym tekście przedstawiono podstawowe zależności i prawidła potrzebne przy wyznaczaniu obliczeniowego punktu pracy wentylatora.

W wentylatorach przetłaczanie oraz przyrost ciśnienia całkowitego czynnika następuje dzięki pracy zewnętrznej doprowadzonej do wirnika. Po nadaniu mu ruchu obrotowego, porcje gazu znajdujące się w obrębie kanałów międzyłopatkowych przemieszczają się pod wpływem sił wywołanych przez obracający się wieniec. Kierunek przepływu zależny jest od konstrukcji wentylatora. W przestrzeni międzyłopatkowej wytwarza się podciśnienie umożliwiające napływanie nowych porcji gazu. Podczas przepływu przez obracający się wieniec łopatkowy czynnik doznaje przyrostu energii kinetycznej i ciśnienia statycznego. Przekazana w wirniku energia musi być wystarczająca na pokonanie oporów przepływu przez rurociąg, uzyskanie wymaganego, ze względu na warunki pracy wentylatora, użytecznego ciśnienia statycznego oraz musi zapewnić czynnikowi odpowiednią prędkość.

Zależność przyrostu ciśnienia całkowitego od wydajności, przy stałej prędkości obrotowej nosi nazwę charakterystyki wentylatora i przedstawiana jest w sposób graficzny, na wykresie (rys. 1).

Rys. 1. Charakterystyka przykładowego wentylatora

Charakterystyki wentylatorów przedstawiane są zawsze dla ustalonej umownej gęstości powietrza ρ=1,2 kg/m3 (tzw. warunki normalne: ciśnienie 101,3 kPa, temperatura 293,15 K). Jeżeli zachodzi konieczność przeliczenia charakterystyki na inne warunki, można korzystać ze wzorów przybliżonych wynikających z teorii podobieństwa:



We wzorach tych wielkości z indeksem „0” odnoszą się do umownej gęstości i obrotów znamionowych.

W celu wyznaczenia obliczeniowego punktu pracy wentylatora należy wykonać charakterystykę sieci (oporów rurociągu), czyli zapis graficzny zależności pomiędzy całkowitym spadkiem ciśnienia (na skutek pokonywania oporów rurociągu) a natężeniem przepływu czynnika przez ten rurociąg.

Zadaniem wentylatora będzie wytworzenie ciśnienie, które będzie zużytkowane na:
pokonanie oporu „„ hydrostatycznego, a więc różnicy ciśnień między przestrzenią, do której gaz jest tłoczony a tą, z której jest zasysany;
„„ pokonanie oporów przepływu – w uproszczeniu można przyjąć, że opory te zmieniają się wprost proporcjonalnie do kwadratu prędkości średniej gazu.

Jeżeli na charakterystykę wentylatora zostanie naniesiona charakterystyka sieci, przecięcie się tych krzywych wyznaczy punkt pracy wentylatora. Określa on ilość przepływającego czynnika i ciśnienie całkowite wytworzone przez wentylator.

Rys. 2. Wentylator kanałowy w izolowanej obudowie Zero-Box Evolution (fot. Rosenberg)