Как регулируется частота вращения вентилятора очистки
Обновлено: 04.05.2024
В ряде случаев в процессе работы необходимо изменять аэродинамические характеристики вентилятора. Регулирование вентиляторов (изменение аэродинамических параметров вентилятора) осуществляется следующими способами:
— изменением частоты вращения колеса
При регулировании лопаточным аппаратом изменяется безразмерна характеристика, а следовательно, и размерная характеристика вентилятора. При частотном регулировании безразмерная характеристика вентилятора и положение рабочего режима на ней не меняются, поэтому сохраняется и КПД вентилятора при новой частоте вращения. В ряде случаев, это может приводить к неэффективной работе вентилятора в данной сети.
Регулирование лопаточным аппаратом. Регулирование аэродинамических характеристик осевых вентиляторов осуществляется поворотом лопаток (закрылков) входного направляющего аппарата (подкрутка по и против вращения колеса), поворотом лопаток колеса (во время вращения или при остановленном вентиляторе). Регулирование лопаточным аппаратом может приводить как к увеличению (в пределах располагаемой мощности вентилятора), так и к уменьшению давления.
Радиальные вентиляторы регулируются входным направляющим аппаратом только в сторону снижения давления.
Регулирование диаметрального вентилятора осуществляется изменением углов входа потока в вентилятор, внутренним направляющим аппаратом (ВНА) или различного рода вихреобразователями.
Регулирование изменением частоты вращения. Регулирование изменением частоты вращения обычно осуществляется преобразователями напряжения или частотными приводами. В вентиляторах, имеющих шкиво-ременную передачу, регулирование осуществляется подбором шкивов. Регулирование изменением частоты вращения обычно осуществляется в сторону снижения давления вентилятора, так как электродвигатель обычно подбирается на мощность соответствующую максимальным давлению и производительности.
Изменения параметров вентилятора при изменении частоты вращения определяются по следующим формулам:
Канальные вентиляторы служат для обеспечения перемещения воздуха в помещении. Простые приборы эффективны и применяются в жилых, коммерческих, промышленных зданиях. Но иногда нужна регулировка скорости канального вентилятора: для экономии электроэнергии, снижения уровня акустического шума, настройки производительности притока, вытяжки.
Один из способов изменить степень вращения лопастей аппарата — применение ступенчатого контроллера. Посмотрим, как он действует, где применяется, в чем преимущества и недостатки прибора, какие есть разновидности. Ознакомимся с некоторыми схемами подключения таких устройств и связанными с монтажом нюансами. Все это поможет правильно выбрать и установить регулятор.
Целесообразность использования устройства
Когда вентилятор постоянно работает на максимальных оборотах, ресурс прибора быстро исчерпывается. Мощность аппарата снижается и он выходит из строя. Большинство деталей не выдерживают такой нагрузки, изнашиваются, ломаются. Установка контроллера скорости увеличивает срок службы вентилятора.
Кроме сбережения рабочего ресурса, регулятор выполняет и другую важную функцию — снижает шум от работающей вентиляционной системы.
В офисных помещениях с большим скоплением оргтехники уровень шума достигает, а иногда и превышает, допустимые показатели шума. Это обусловлено работающими на полных мощностях вентиляторами. Сосредоточиться и нормально работать в таких условиях сложно
Еще один веский довод для монтажа регулятора — экономия электроэнергии. Результатом снижения количества оборотов лопастей, изменения общей мощности прибора становится уменьшение расхода энергии.
Принцип работы ступенчатого регулятора
Функционирование прибора базируется на применении трансформатора, который оснащен одной обмоткой, отводами от витков. Обмотка разветвлена. При подключении ответвлений к вытяжке подается пониженное напряжение.
Сама ступенчатая регулировка осуществляется изменением витков, которые подсоединяются к входу вентилятора.
На простейшей схеме видно, что питающая сеть 220 В подсоединена к трансформаторной катушке Т1 с несколькими ветками. При постепенном подключении нагрузки к веткам 1, 2, 3 на М1 подается только часть напряжения
С уменьшением напряжения снижается и скорость вращения лопастей вытяжки. На выходе получаем неискаженную синусоиду, поэтому при переключении скоростей не возникают помехи, влияющие на другие приборы и сам вентилятор.
В других типах регуляторов использован иной принцип. В электронных модулях ШИМ действие основано на варьировании передаваемой в нагрузку мгновенной мощности. В полупроводниковых приборах рабочая функция положена на тиристоры и симисторы.
На панели ступенчатого прибора имеется ручка и шкала обычно с пятью положениями: 0 — выкл., 1 соответствует минимальной скорости, 5 указывает на максимальную, 2, 3, 4 являются промежуточными значениями
Управление устройством осуществляется ступенчатым, поэтапным изменением питающего напряжения. Регулировка производится вручную.
Контроллеры монтируются на стену как выключатели, с их помощью легко менять количество оборотов вытяжного вентилятора.
Специальным переключателем вентилятор подсоединяется к нужному узлу обмотки и скорость вращения его лопастей падает. Параллельно снижается потребление электроэнергии, что экономит ресурс.
К достоинствам моделей относят надежность, долговечность, высокую перегрузочную способность. В число минусов попадают размеры блока управления: это не всегда удобно, если устройство нужно разместить в ограниченном пространстве.
Еще два недостатка — невозможность плавной регулировки и потери энергии на нагрев во время регулировки. Но при подсоединении температурных датчиков, таймера процесс изменения скоростей легко автоматизировать.
Разновидности и особенности приборов
Благодаря широкому диапазону мощности выпускаемых устройств легко подобрать модель для совмещения с вентиляторами от нескольких Вт до нескольких кВт. Но модели не универсальны, они подбираются под типы вытяжек
Отличие ступенчатых контроллеров от других видов регуляторов — способность долго непрерывно работать на не обслуживаемых объектах.
Основные технические характеристики аппаратов:
- поступенчатое напряжение: 65-110-135-170-230 или 80-105-130-160-230 (цифры отличаются в зависимости от модели);
- однофазные и трехфазные — 220 и 380 В соответственно;
- вес может быть вплоть до 30 кг (все приборы достаточно громоздкие);
- частота тока: 50–60 Гц;
- класс защиты устройства: 00, 20, 54 IP.
Корпуса устройств выполнены из прочного пластика и способны выдерживать температуры до +40 градусов. Некоторые группы регуляторов относятся к классу В с запасом выдержки до 130 градусов.
Есть приборы со встроенными защитными устройствами, которые прекращают подачу напряжения на вентилятор, если его термоконтакты активизируются. Перезапуск производится установкой рукоятки в нулевое положение на 10 сек
В некоторых моделях предусмотрены лампы сигнализации работы оборудования и аварийные индикаторы. Есть и уникальные аппараты с опцией гальванической развязки с сетью. Такие контроллеры можно использовать в медицинских учреждениях.
В качестве дополнительных опций контроллер может иметь клеммы для подсоединения и управления внешними устройствами (например, под приводы воздушных заслонок).
По конструкции и виду обслуживаемых вентиляторов контроллеры делятся на устанавливаемые:
Некоторые модели монтируются на Din-рейку, управляются дистанционно.
Если нужно регулировать скорость на нескольких вентиляторах, целесообразно купить многоканальный контроллер. Есть модели, способные обслуживать одновременно до четырех и более устройств.
В случае использования одного регулятора для нескольких канальных вентиляторов суммарный потребляемый ток последних не должен превышать значение номинального тока контроллера (плюс запас 20-30%)
Но, если вентиляторы расположены в разных помещениях, а регулятор будет один, то и параметры на вытяжках установятся одинаковые. В случае, когда нужен разный микроклимат в разных комнатах, удобнее подключить несколько контроллеров.
Большой вес и габариты таких устройств, сложность внешнего управления перекрываются их преимуществами при стационарном размещении. Выбор конкретной модели зависит от технических особенностей вентиляционной системы.
Подключение контроллера к вытяжке
Монтаж прибора осуществляется внутри помещения. Он производится с учетом рециркуляции воздушных масс для охлаждения внутренних цепей.
Запрещено размещать регулятор в зоне с плохой конвекцией воздуха, прямым попаданием солнечных лучей, над отопительным прибором. Рабочее положение устройства — строго вертикальное, так выделяемое тепло будет рассеиваться
Чтобы правильно установить регулятор, необходимо внимательно ознакомиться с инструкцией к устройству.
Большинство моделей рассчитаны на самостоятельный монтаж пользователем и не требуют специальных знаний.
Контакты на фирменных изделиях промаркированы, а в комплект поставки включены рекомендации по подключению, эксплуатации, техобслуживанию устройства. Схемы у разных устройств отличаются
Монтаж настенных и внутристенных приборов производится шурупами и дюбелями, которые подобраны в соответствии с габаритами и весом аппарата. Крепежные элементы обычно поставляются в комплекте, как и схема подключения контроллера вентилятора.
Общая закономерность и последовательность действий следующая:
Процесс установки настенных регуляторов аналогичен принципу подключения розеток, выключателей освещения. Можно использовать старое посадочное место выключателя вентилятора для монтажа контроллера. При этом выключатель нужно демонтировать.
Когда модуль управления и сам регулятор размещены в разных корпусах, установка устройств осложняется. Блок управления питается от электрощита, а исполнительный модуль подсоединяется посредством слаботочного провода
Если контроллер с термоконтактами, рекомендуется подключать его к двигателям с вынесенными контактами тепловой защиты, подсоединяемые к клеммам ТК регулятора. Такая схема надежно защитит основное устройство.
Когда термоконтакты размыкаются в случае перегрева, цепь контроллера разрывается, двигатель сразу останавливается и зажигается аварийная лампочка.
Двигатель без термоконтактов требует установки отдельной тепловой защиты. Дополнительно в схему можно добавить перемычку на ТК, но при этом номинальный ток регулятора должен быть больше максимального тока двигателя на 20%.
Как уменьшить или увеличить скорость?
В вытяжках благодаря ступенчатой регулировке скорости вентилятора можно менять интенсивность потока, которая влияет на общий воздухообмен. Для управления и используется способ изменения напряжения.
Эффективность прибора доказана на практике. Простое и недорогое устройство подходит для бытовых и общественных помещений. Оно также может выполнять и дополнительные функции.
Например, у модели O’Erre RG 5 AR, кроме возможности подсоединения реверсивных вентиляторов, предусмотрен модуль для подключения управления светом. В корпусе есть и плавкий предохранитель на 2 А
Скорость увеличивается или уменьшается механическим способом. В модулях имеется колесико для ступенчатого изменения оборотов двигателя вытяжки.
Перед подключением питания необходима проверка соединений проводов и эффективности заземления. Часто включать или выключать питание не рекомендуется: непрерывная работа регулятора обеспечивает оптимальную температуру и препятствует появлению конденсата в корпусе устройства.
Если у прибора отсутствует функция автоматического перезапуска и произошел перегрев, нужно устранить причины. Переключатель на время остывания двигателя устанавливается в нулевое положение, затем аппарат перезапускается.
Рекомендации по снижению уровня шума
Бесшумные агрегаты выдают не более 25 дБ. В такие конструкции встроены прокладки, высокоточные подшипники, которые уменьшают вибрации от электродвигателя. А также подобрано количество лопастей, расположенных под определенным углом
Регулятор фактически не уменьшает шумность: на максимальной скорости вентилятор издает такое же звучание, как и раньше. Тише он работает при снижении оборотов.
Чтобы даже на максимальной скорости уровень шума от вытяжки уменьшился, нужно проверить плотность прикрепления корпуса основного прибора к стенке, специальной нише. Зазоры могут быть источниками дополнительной вибрации.
Уплотняются эти промежутки поролоном или полиуретаном. Полезен и осмотр крепежных элементов, которые должны быть хорошо подтянуты. Снизит уровень шума и тонкая изолоновая подложка в вибрирующей поверхности.
А самый действенный способ уменьшить шум вытяжки — подобрать бесшумный канальный вентилятор.
Выводы и полезное видео по теме
Как подключить регулятор к вентилятору. В примере показан тиристорный контроллер, но принцип подсоединения поможет понять алгоритм работы со ступенчатым прибором:
Особенности подключения канального вентилятора через регулятор скорости + еще два способа рассмотрены в следующем ролике:
Ступенчатая регулировка скорости вентиляторов делает систему менее энергозатратной, более тихой, точно контролируемой. Контроллер обеспечивает сохранность основного оборудования, увеличивает срок его службы. Этому способствует безопасный пуск, защита от замыкания, токоперегрузки, перенапряжения, неполнофазного режима.
Затраты на приобретение устройства окупаются экономией средств на оплату потребленной энергии. Важно только подобрать параметры регулятора под обслуживаемый вентилятор. У большинства производителей есть таблицы соответствия моделей, которыми можно воспользоваться при самостоятельной покупке. Не помещает и консультация с менеджером магазина.
У вас остались вопросы по теме статьи? Задайте их нашим экспертам и другим посетителям сайта — блок обратной связи расположен ниже. Также здесь вы можете делиться собственным опытом и теоретическими знаниями, участвовать в обсуждениях.
Engineer-tt
Здравствуйте.
Подскажите, пожалуйста, как на практике регулируют производительность вентилятора(например центробежного в приточной установке).
Например, нам необходим вентилятор под рабочую точку 5000 м3/ч и 300 Па. Подбираем вентилятор под данную рабочую точку.
Вопрос: Каким образом монтажники будут приводить вентилятор к рабочим характеристикам? Т.е. как выставлять требуемый расход/напор? Вентилятор будет работать без частотного привода, прямой пуск.
Предполагаю, что параметры регулируются в зависимости от скорости вращения лопастей вентилятора. Но если смотреть стандартные графики, то при одинаковых скоростях вращения возможны различные параметры(в частности больше отражается на расходе)
Где также более подробно можно прочитать про данную тему?
заранее спасибо.
T-rex
Регулирование производительности центробежных машин осуществляется несколькими способами:
- изменение частоты вращения привода
- изменение гидравлической характеристики сети (регулирующие шибера/заслонки/клапаны)
- регулирование потока циркуляции с нагнетания на всасывание
Для уточнения фактической рабочей точки вентилятора в конкретной сети необходимо выполнить гидравлический/аэродинамический расчет
T-rex
Дополню. Система вентиляции должна быть спроектирована так, чтобы обеспечивать проектные характеристики вентилятора, То есть вентилятор может выдавать характеристики в некоем диапазоне, который описывается кривой Q-H. Какие конкретно будут характеристики в месте установки зависит от сети - строится характеристика сети на том же графике. Точка, где 2 кривые пересекутся и будет рабочей точкой для данной сети.
Вообще, не думаю, что требуется какая-то еще регулировка производительности вентилятора
Engineer-tt
Ну вот допустим фактическая рабочая точка определена.
Судя по графику вентилятора, при выставлении определенной скорости вращения возможны различные расходы воздуха(как я понимаю, при относительно одинаковом давлении, возможно где-то я ошибаюсь)
А вот третий способ(регулирование потока циркуляции с нагнетания на всасывание) мне не очень понятен, можно будет как-то по подробнее, если возможно?
Т.е. возникает вопрос, как при регулировании только частоты вращения вентилятора добиться нужного расхода/напора?
T-rex
Для конкретной модели вентилятора с конкретным колесом и с конкретной частотой вращения расход воздуха тоже будет определяться однозначно.
С нагнетания на всасывание - это когда соединяют трубопроводы всасывания и нагнетания небольшим трубопроводом с регулирующей арматурой. Чем больше эта арматура открыта, тем меньше машина качает в сеть. Для вентиляции скорее всего неактуально. Гуглите spillback bypass
alem
Для уточнения фактической рабочей точки вентилятора в конкретной сети необходимо выполнить гидравлический/аэродинамический расчет
Фактическая точка определяется фактически, т.е. замером. Расчёт даёт расчётную точку, которая в общем случае не совпадает с фактической.
В вентиляции это осуществляется внутренней рециркуляцией, при увеличении зазора внутри вентилятора.
Вопрос: Каким образом монтажники будут приводить вентилятор к рабочим характеристикам?
Где также более подробно можно прочитать про данную тему?
заранее спасибо.
Этим занимаются на монтажники - монтажники монтируют.
Этим занимаются наладчики, соответственно читайте наладочную литературу, лучше для ПТУ, чтобы лишним голову не захламлять.
Требуется ещё как. Приточки подбирают с запасами, вытяжки с ошибками.
T-rex
Skaramush
А пуд как был, он так и есть шестнадцать килограмм
T-rex
Многим из нас не нравится шум, но не многие знают, что шумовое загрязнение признано одним из самых актуальных в Японии. Были проведены ряд тестов и испытаний на разных животных, к примеру часть крыс, подверженных шумовому загрязнению около 50Дб прожила на 20-30% меньше по сравнению со своими сородичами, которых не мучили воздействием шума. Кроме снижения продолжительности жизни шум негативно сказывается на психическом состоянии. Шум. Что мы знаем о нем? Шум в нашей жизни присутствует везде, абсолютно везде, даже сейчас я, находящийся, казалось бы, в полной тишине, все равно подвержен воздействию шума, источником которого является компьютер (буйных соседей во внимание не принимаем). Уровень шума днем максимальный, ближе к ночи он снижается и источниками шу.
1. Вместо введения.
2. Готовые решения.
На компьютерном рынке периодически попадают в продажу различные регуляторы частоты вращения. Обычно это многофункциональные панели с возможностью регулировки частоты вращения 3-х вентиляторов и больше, стоимость их начинается от ~500 рублей и выше. Мы же с вами рассмотрим одиночные регуляторы, которые обладают на много меньшей ценой и исключительно только функцией регулирования, за остальные сомнительные возможности (ЛСД-дисплей, время, графический эквалайзер и т.д.) доплачивать не придется.
На российском рынке широко представлены всего лишь 2 одиночных регулятора от Zalman и Titan.
Titan TTC-SC01 предназначен для вставки в задний отсек компьютера, длины проводов должно хватить при любом расположении вентилятора. Вот только регулировать частоту вращения будет весьма неудобно, ведь каждый раз придется лезть к задней стенке. В процессе работы нагревается довольно ощутимо, по тактильным ощущениям температура находится в пределах 40С.
Ориентировочная стоимость – 100 рублей.
Zalman Fan Mate2 практически повторил первую свою версию. Это все тот же регулятор в перфорированном корпусе для улучшения теплоотвода от внутреннего радиатора. Вместо регулирующего колеса здесь присутствует ручка, поворотом которой меняется подаваемое напряжение на выход регулятора.
Отличия от Titan TTC-SC01 кроются практически во всем, это другой корпус с другим видом крепления, регулятор не крепится к задней стенке, а приклеивается к любому понравившемуся месту, благодаря входящей в комплект двусторонней клейкой пластинке. Шнур отстегивается от самого регулятора и имеет индивидуальный разъем для подключения с направляющим пазом, вставить не правильно разъем практически невозможно. Длина провода довольно большая и ее хватит для вынесения регулятора за пределы системного блока. В процессе работы регулятор нагревается по тактильным ощущениям до 40-45С.
Ориентировочная стоимость – 100 рублей.
Как обладатель обоих этих девайсов мой выбор отдается изделию от Zalman за более продуманную конструкцию.
3. Переходники.
Перед нами классический переходник с 3-пинового разъема кулера на стандартный molex-разъем. У данного вида переходника отсутствует возможность подключения тахометра, т.к. проводов всего два, 12В и земля. Очень часто им комплектуются различные модели кулеров.
Здесь все просто. Переходник с 2-пин разъема на 3-пин разъем. Наиболее полезен при желании регулировки частоты вращения вентилятора от видеокарты, так же часть блоков питания комплектуется 2-пин вентилятором.
Практически тоже самое, что и предыдущий экземпляр, отличия кроются только в уменьшенной длине кабеля и типу подключения 3-пин разъема.
Пожалуй, наиболее интересный и функциональный экземпляр. Это не просто переходник, а переходник с возможностью понижения, подаваемого на выходы 3-пин разъема, напряжения. Данный чудесный девайс поможет решить не только нехватку свободных 3-пин разъемов, но и поможет в борьбе с шумом. Все дело в том, что половина выходов подключена не к 12В, а к ветке 5В, тем самым имитируя реобас.
После тестирования двух десятков разных моделей вентиляторов выяснилось, что примерно 60% не могут раскрутиться, если подключены к линии 5В, им банально не хватает стартового напряжения. Как быть и что с этим делать? Этот вопрос ни на секунду не задержался и было найдено простое решение: надо собрать переходник на 7В. Тот, кто учился в школе, должен хорошо помнить законы электричества и уже, опережая меня, подскажет верное решение данной задачи.
После таких не сложных действий все вентиляторы запустились и работали успешно. Однако несколько вентиляторов фирмы GemBird работали лучше остальных своих китайских братьев даже на 7В. При детальном осмотре стало ясно, что вентиляторы на самом деле произведены фирмой Evercool, модель EC8025M12CA-CL. Это стандартные вентиляторы типоразмера 80х80х25 мм, со скоростью вращения 2500 об/мин, при этом уровень шума находится на уровне 28 dBA, обеспечивая воздушный поток 32.4 CFM. Вентиляторы имеют 4 светодиода, которые в зависимости от модели оснащаются разной подсветкой, в нашем случае подсветка была синей. Изделия позиционируются как довольно тихие, судя по отзывам счастливых обладателей, так оно и есть, но избалованные уши автора успели привыкнуть к тишине и вентиляторы были замедлены примерно в 2 раза (до 6В) с помощью регулятора напряжения Zalman, при этом обеспечивая довольно приличный воздушный поток.
После замены старых Titan`овских тружеников, которые служили тихой верой и правдой не один год, на новые Evercool с голубой подсветкой, отпала необходимость в дополнительной подсветке передней панели корпуса.
Светодиодная подсветка со световодами.
Решено было демонтировать старую систему подсветки, включающую в себя мощные светодиоды со световодами, и заменить ее на подсветку от вентиляторов. Сказано – сделано. Фотографию передней части, после замены на вентиляторы не привожу, так как она практически идентична фотографии с отдельной подсветкой.
4. Вместо заключения.
В качестве подведения итогов можно лишь сказать, что нет необходимости быть экспертом в области аэродинамики или полупроводниковых приборов для того, чтобы свести на нет раздражающий шум вентиляторов. Все что для этого нужно – нехитрый регулятор частоты вращения, пара переходников для питания, и руки с минимальным радиусом кривизны.
Автор выражает благодарность всем, кто помогал в подготовке статьи.
Эту и другие статьи можно обсудить в соответствующей ветке конференции или здесь.
Читайте также: