Фрагмент № 10В. Регулирование работы вентиляторов

Основная задача регулирования вентиляторов — корректировка подачи до нужного в данный момент значения. Эта задача всегда актуальна, поскольку подбор вентиляторов, как правило, производится для работы при максимальной подаче.

Регулирование может осуществляться двумя способами: количественным, при котором изменяется характеристика питающей сети и качественным, изменяющим параметры работы самого вентилятора.

Количественный способ прост, но имеет несколько существенных недостатков. Во-первых, он не экономичен, поскольку основан на увеличении сопротивления сети; во-вторых, он позволяет только уменьшать подачу, увеличивая вышеупомянутое сопротивление (рис. 1).

Рис. 1. Количественный способ регулировки параметров вентилятора

Второй способ, качественный, намного более экономичен. Он основан на изменении либо частоты вращения (рис. 2), либо геометрических параметров рабочего колеса n, а также использованием специальных направляющих аппаратов (рис. 3). В этом случае изменяются подача вентилятора и его характеристика.

Рис. 2. Качественный способ регулировки параметров вентилятора

В подавляющем большинстве современных вентиляторов используется двигатель переменного тока. Как правило, их частота вращения входит в следующий ряд: 720, 960, 1440 либо 2880 оборотов в минуту. Эта частота остаётся величиной постоянной даже при изменении нагрузки. Конечно, существуют многоскоростные электродвигатели, позволяющие переключать число пар полюсов и ступенчато регулировать частоту вращения, однако они слишком громоздкие и дорогие в производстве.

Следовательно, при прямом соединении рабочего колеса вентилятора с выходным валом электродвигателя, регулирование частоты вращения представляется затруднительным. Позволим себе напомнить, однако, что такой способ позволяет минимизировать шум, габаритные размеры и потери КПД, а также повысить безотказность.

Для приводов постоянного тока существует простой способ регулировки частоты вращения путём изменения сопротивления, однако на практике постоянный ток применяется достаточно редко (подробнее этот вопрос рассмотрен во «Фрагменте №14Г»).

Изменение геометрических параметров рабочих колёс у осевых вентиляторов производится путём поворота лопастей (0…45°). Причём каждая из них настраивается индивидуально.

В наше время для точного и качественного регулирования вентиляторов используются направляющие лопастные аппараты, которые устанавливаются на всасывающей стороне. Поворот лопастей позволяет изменить входной угол потока α, за счёт чего изменяется скорость закручивания потока, входящего в рабочее колесо. Это приводит к изменению напора и, как следствие, характеристики Q-Н. На рис. 3 показана диаграмма влияния угла α на подачу и характеристику Q-Н.

Рис. 3. Диаграмма влияния угла α на подачу и характеристику Q-Н

Сегодня существует множество новых, испытанных конструкций направляющих устройств. Так, осевой направляющий аппарат конструктивно представляет собой несколько радиально-ориентированных лопастей, расположенных на входном патрубке. Они связаны между собой и могут синхронно поворачиваться на нужный угол. Упрощённая модель этого устройства представляет собой боковую коробку, оснащённую таким же набором управляемых лопастей.