وانتیلاتور ها دستگاه‌هایی هستند که برای مکش و رانش هوا و سایر گازها تا فشار کل 1/5KN/m2 (معادل 1500 میلی‌متر ارتفاع آب) به کار می‌روند. برای چنین فشار کم می‌توان گازها را جزو سیاله‌های غیر الاستیک در نظر گرفت و فرض نمود که وزن مخصوص سیاله در حین کار کردن دستگاه ثابت می‌ماند. به همین دلیل است که ازنظر اصول تئوری، کارکرد پمپ‌ها و وانتیلاتورها مشابه هستند و فقط ازنظر ساختمان باهم دیگر اختلاف دارند. نسبت به نحوه کارکرد، وانتیلاتورها، سانتریفوژ و یا محوری هستند که برای تهویه، گرمایش با هوا، دمیدن هوا در کوره‌ها، آهنگری‌ها، کانون‌ها و سیستم‌های پلوریزه کردن مواد سوختی در دستگاه‌های بخار در اتوها و غیره به کار می‌روند. تشکیلات و اصول کار وانتیلاتور سانتریفوژ شبیه پمپ سانتریفوژ است.
اجزای تشکیل دهنده وانتیلاتور
قسمت‌های اساسی وانتیلاتورها شامل توربین، محفظه حلزونی تخلیه و پایه‌اند. توربین از غلطک، دیسک اصلی، پره‌های محرک و دیسک پوشش جلوی تشکیل می‌شود. توربین بر روی محور در داخل محفظه حلزونی واقع‌شده است. محفظه حلزونی شامل‌های ورودی و خروجی نیز است. در وانتیلاتور سانتریفوژ، سکوی بر روی پایه قرار می‌گیرد. در وانتیلاتورهای کوچک نیز محفظه حلزونی بر روی پایه قرار دارد. محور حامل چرخ بر روی سکوها می‌چرخند. فرق اصلی وانتیلاتورها با پمپ‌ها در جوشکاری پایه (محفظه حلزونی پمپ‌ها در کارخانه ریخته‌گری تولید می‌شود) و در جوشکاری و یا اتصال با پیچ در توربین است.
پره‌های محرکه در وانتیلاتورها، برعکس پروانه پمپ‌ها، به فرم یکپارچه با چرخ در کارخانه ریخته‌گری ساخته نمی‌شود بلکه این پره‌ها بعداً بر روی دیسک جوش‌خورده و یا با پیچ متصل می‌شوند. در حالت کلی وانتیلاتورهای سانتریفوژ فقط دارای یک توربین هشتند و نمره وانتیلاتور مربوط به قطر توربین بوده که برحسب دسی‌متر بیان می‌شود.
وانتیلاتور چگونه کار می‌کند؟
کار وانتیلاتور سانتریفوژ بدین‌صورت است: وقتی‌که توربین می‌چرخد، در قسمت خروجی چرخ افزایش فشار و در قسمت‌های ورودی وانتیلاتور کاهش فشار (خلأ) توسط پره‌ها ایجاد می‌گردد. دبی مکیده شده توسط توربین در داخل محفظه حلزونی جریان می‌یابد و در آنجا، به علت کاهش سرعت جریان، فشار دینامیکی به فشار استاتیکی تبدیل می‌شود.
حال کارکرد یک دستگاه تهویه را که از یک وانتیلاتور با لوله‌های مکشی و رانشی تشکیل‌شده را در نظر می‌گیریم. فشار p ایجادشده توسط وانتیلاتور برای جبران مقاومت در لوله‌های مکشی و رانشی و نیز برای تولید فشار دینامیکی در مقطع خروجی لوله رانشی به کار می‌رود که در آن Ps افت فشار در لوله مکشی، Pref افت فشار در لوله رانشی و Pdyn فشار دینامیکی در مقطع خروجی لوله رانشی است.
مانند پمپ‌های سانتریفوژ، مجموع افت‌های فشار در لوله مکشی ولوله رانشی را فشار استاتیک وانتیلاتور می‌گویند:
PST=PS= Pref
بنابراین فشار کل وانتیلاتور می‌تواند به‌صورت مجموع فشار استاتیکی و فشار دینامیکی نوشته شود:
P=PST +P dyn
در اینجا
P dyn =P V2/2 (Pa)
که در آن P جرم مخصوص گاز برحسب (kg/m3) و V سرعت جریان گاز برحسب (m/s) است.
فشار دینامیکی در وانتیلاتور می‌تواند در حد 50% فشار کل باشد.
اگر در مجموعه دستگاه تسویه، لوله مکشی پیش‌بینی‌نشده باشد در این صورت ps=0 بوده و وانتیلاتور مستقیماً هوا را از اتمسفر می‌مکد. درنتیجه رابطه فشار کل به‌صورت زیر درمی‌آید:
P = P ref + P V2/2
به چنین طرح مجموعه تهویه، دستگاه تهویه رانشی گفته می‌شود.
چنانچه طرح تأسیسات تهویه بدون لوله رانشی باشد در این صورت Pref = 0 است و فشار ایجادشده توسط وانتیلاتور به عبارت زیر می‌شود:
P = P s + P V2/2
این نوع طرح تأسیسات تهویه را دستگاه تهویه مکشی می‌نامند. اگر طرح تأسیسات تهویه فاقد لوله مکشی و رانشی باشد یعنی (Pref، ps=0)، در این حالت فشار ایجادشده برابر است با:
P = P V2/2
و چنین طرح تأسیسات تهویه را دستگاه تهویه بدون بار و یا دستگاه پنوماتیک می‌گویند.
انواع وانتیلاتور
وانتیلاتورها برحسب فشار ایجادشده، به شرح زیر طبقه‌بندی می‌شوند:
- وانتیلاتور با فشار کم: تا 100 میلی‌متر ارتفاع آب (1KN/m2)
- وانتیلاتور با فشار متوسط: از 100 تا 300 میلی‌متر ارتفاع آب (1-3KN/m2)
- وانتیلاتور با فشار زیاد: از 300 تا 1500 میلی‌متر ارتفاع آب (3-15KN/m2)