Производительность вентилятора: Вентиляторы и их характеристики

Аэродинамические характеристики вентилятора: как их “читать”

По горизонтальной оси: Q – производительность (количество воздуха, перекачиваемое вентилятором в единицу времени), измеряется куб метрами в час.
По вертикальной оси: Pv – полное давление. Полное давление вентилятора равно разности полных давлений потока за вентилятором и перед ним. Масштаб графиков — логарифмический.

На графике:
Pv – полное давление, Па;
Q – производительность, тыс. м3/час;
Nу – установочная мощность, кВт;
n – частота вращения рабочего колеса, об/мин;
η – КПД агрегата.Реальные кривые полного давления вентилятора Pv(Q) при вращении его рабочего колеса (крыльчатки) при оборотах n=950 об/мин и n=1450 об/мин обозначены двумя жирными линиями. Здесь же приведена серия ниспадающих кривых, пересекающих кривые Pv(Q) (тонкие линии).

Эти кривые иногда называют кривыми мощности (или кривыми равной мощности). На каждой такой кривой приведена мощность электродвигателя.

На самом деле, это кривые полного давления Pv’(Q), которое имел бы этот вентилятор, если бы он работал с переменной частотой вращения, но при постоянной мощности.

Слева от точки пересечения с реальной кривой Pv(Q) — с повышенной частотой вращения относительно номинала, а правее точки пересечения — с пониженной частотой.

Из выше сказанного следует понимать, что в левой части, до пересечения мнимой кривой (тонкой линии) с реальной (жирной линии) электродвигатель вентилятора работает с запасом по мощности, а в правой части после пересечения – электродвигатель перегружен, и при длительной работе может выйти из строя.

к оглавлению ↑

Пример характеристики вентилятора при комплектации электродвигателем

Рассмотрим такой пример.

Если взять вентилятор ВЦ 14-46 №4,  укомплектовать его электродвигателем 4кВт 1500 об/мин и включить такой вентилятор с открытым входом – то в таком случае рабочая точка вентилятора сместиться в крайнее правое положение на кривой полного давления Pv(Q) для n=1450 об/мин.  При этом Q > 10 тыс. куб м и Рv=1400 Па ( точка А на графике).

Но чтобы перекачать такое количество воздуха и с таким давлением нужна установочная мощность электродвигателя не менее 7,5 кВт, а лучше и 11 кВт (смотрите на графике). Поэтому в таком режиме электродвигатель 4 кВт 1500 об/мин будет работать с большой перегрузкой. И наверняка очень скоро перегреется и выйдет из строя если у него нет соответствующей защиты.

И что же делать?

Надо закрывать вход вентилятора.  Лучше шибером.  Шибер —  специальная заслонка для перекрытия потока воздуха.   Процедуру перекрытия потока иногда еще называют шиберованием.  Итак, лучше, когда первый запуск вентилятора происходит при закрытом шибере на входе вентилятора (то есть на «холостом» ходу).

«Холостой» ход для вентилятора — это работа вентилятора при закрытом входе (рабочая точка на реальной кривой полного давления вентилятора смещена влево).

После пуска агрегата шибер открываются одновременно с измерением тока потребления электродвигателя (рабочая точка по кривой смещается вправо). Постепенно открытием шибера значение тока потребления электродвигателя доводится до номинального* и при этом шибер фиксируется (точка В на графике). Дальнейшее открытие шибера будет смещать рабочую точку вентилятора  вправо (к точке А),  а это в нашем случае будет  вводить электродвигатель 4 кВт 1500 об/мин  в режим перегрузки.

* — Номинальный ток электродвигателя указан на шильдике электродвигателя.

к оглавлению ↑

Как изменяться характеристики вентилятора, если изменить частоту вращения крыльчатки

▷ Производительность вентилятора в завода “МУССОН”

Вентиляторы – это важные агрегаты, устройства, предназначенные для перемещения воздуха, дыма или газов. Давление на выходе и входе не может быть более 15 кПа, в противном случае уже применяют компрессоры (устройство для повышения давления).

Чтобы правильно подобрать агрегат для дома или заводского помещения, важно учитывать производительность вентилятора, которая может колебаться в зависимости от типа устройства.

Рассчитывать производительность вентиляторов важно с учетом типа здания помещения в частности. Для формулы берутся такие параметры: высота потолка, длина и ширина комнаты (помещения). Также важно отметить назначение недвижимости (больница, склад, кафе, офис, гараж, туалет или, например, лаборатория).

Особенности подбора вентилятора

Специалисты утверждают, что к выбору вентиляторов следует подходить с особенной серьезностью. Ведь некачественное оборудование или несоответствие вашим требованиям может обернуться пустой тратой денег и сил.

• Туалет. Расход воздуха не меньше 25 м³ за 60 мин.
• Ванная комната. Не менее 50 м³ за 60 мин.
• Кухня. В зависимости от типа плиты (эклектическая, газовая) – не меньше 60-70 м³ за 60 мин.

Что касается административных зданий, то кухни, туалеты и душевые комнаты, а точнее требования к их вытяжным системам, практически ничем не отличаются от вышеописанных. Для классических вытяжек будет достаточно мощности в 3 м³ за 60 мин на 1м³ помещения.

Производительность вентиляторов по типам

Производительность осевых вентиляторов или производительность приточной вентиляции может быть разной. Все будет зависеть от производителя типа оборудования.

Производительность вытяжной вентиляции важно рассчитывать правильно. В этом случае необходимо руководствоваться всеми главными требованиями СНиП к механическим системам бытовой вентиляции, которые устанавливают почасовую кратность воздухообмена не менее 0,5 для помещений бытового типа. Именно учитывая объем и эту величину комнаты вычисляется весь расход воздуха, который необходимо заменить. Если вам нужен вентилятор канальный, производительность такого агрегата может колебаться от минимуму (для небольших помещений) и доходить до глобальных цифр.

Вентиляторы в помещениях можно монтировать практически куда угодно. Часто специалисты врезают его в стену, потолки, оконные проемы.Вытяжные вентиляторы, производительность которых невелика, часто используют в бытовых условиях.

Приобретать вентиляторы желательно по рекомендациям специалистов. Если вы не можете рассчитать производительность для своего помещения, то не стоит приобретать вентиляторы наугад. Воспользуйтесь советами компетентных профессионалов.



Закажите бесплатный расчет вашего проекта

Проектирование, производство и монтаж вентиляционного оборудования

Онлайн
заявка

Нажимая кнопку «Отправить заявку» Вы принимаете условия лицензионного соглашения

Скачать каталог

Принимаю условия обработки данных

Please leave this field empty.

Подбор оборудования

Расчет проекта

Как читать кривые производительности вентилятора

2. Технический
3. Как читать кривые производительности вентилятора

Инженеры и проектировщики, которые выбирают и определяют характеристики вентиляторов, должны иметь хорошие базовые знания о кривых вентиляторов, а понимание того, как они производятся, жизненно важно для проверки первоначального выбора вентилятора, устранения неполадок после установки и понимания будущей гибкости.

Кривые вентилятора представляют собой простые графики, показывающие производительность вентилятора, обычно с объемом воздуха по горизонтальной оси «x» и давлением по вертикальной оси «y». Чтобы получить кривую вентилятора, вентилятор помещают в испытательную установку, в которой можно измерить давление и объем воздуха, а давление можно изменять, регулируя заслонку или трубку Вентури с известными характеристиками. Для вентилятора, приводимого в действие электродвигателем, входное напряжение остается неизменным на протяжении всего испытания.

Давление изменяется от нуля, когда вентилятор создает максимальный объем, эта точка известна как «свободный воздух», и поэтапно до точки, когда вентилятор не перемещает воздух и создает максимальное давление. Это часто называют «отключением» или «отключением».

При каждом давлении отмечается объем и «рабочие точки» наносятся на график, затем они соединяются линией и становятся «кривой вентилятора».

Приведенная ниже кривая представляет собой статическую кривую, некоторые производители показывают общее давление, которое включает скоростное давление на выходе вентилятора. На нормальном графике различные кривые будут показаны рядом друг с другом.

Таблицы рабочих характеристик вентиляторов

Производители обычно публикуют каталоги, содержащие таблицы рабочих характеристик или номинальных характеристик для каждого конкретного размера вентилятора. Эти таблицы напечатаны в компактном формате и содержат только минимальную информацию, необходимую для выбора вентилятора с требуемой производительностью. Таблицы производительности очень просты в использовании для первоначального выбора.

Статическое давление

Обозначается как Pst или иногда на кривых вентилятора как Pfa. Это разница в давлении на элементе системы. Например, угольный фильтр или нагревательный змеевик, или между внутренней частью системы и внешней атмосферой. Статическое давление может быть как положительным, так и отрицательным.

Динамическое давление

Обычно обозначается как pD или PDy. Как следует из названия, это давление, создаваемое движением воздуха. Он увеличивается с увеличением скорости и всегда положителен.

Общее давление

Обычно обозначается как Pt или pT. Это сумма всех статических элементов плюс динамическое давление на нагнетании:

Pt = Pst + pD

Многие путают общее давление и только общее давление и включают только сумму статических элементов, называя это «полное падение давления», но при использовании кривых полного давления вы всегда должны добавлять динамическое давление из-за скорости на выходе из системы. Например, при 10 метрах в секунду скорость разряда Pd составляет 60 Па.

Наши технические инженеры Axair обладают богатым опытом как в выборе вентиляторов, так и в технических вопросах. Если вам требуется помощь в выборе рабочей или рабочей точки на кривой вентилятора или кривой системы, свяжитесь с нами по телефону 01782 349 430.

Следующая страница >> Подробнее о типах промышленных вентиляторов >>

Примечание: для этого контента требуется JavaScript.

Методы контроля производительности вентилятора

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ ВЕНТИЛЯТОРОВ

Тим Шафер, инженер по применению

ВВЕДЕНИЕ

Современные электронные системы находятся в непрерывном, развивающемся цикле проектирования, когда все более мелкие и более горячие компоненты помещаются в тесные корпуса. Эти дорогие системы должны оставаться надежными и надежными. Отказ вентилятора может привести к выходу из строя других хрупких и дорогих компонентов, что приведет к дорогостоящему ремонту и задержкам. Лучший способ справиться со сбоями вентиляторов – это точно знать, когда вентилятор выходит из строя, и контролировать работу системы до тех пор, пока не будет произведен ремонт.

В настоящее время Comair Rotron предлагает два способа контроля производительности вентиляторов. Выход тахометра — это простой и недорогой способ контролировать скорость вращения вентилятора. Заказчику потребуется разработать схему для считывания сигнала тахометра и определения того, когда вентилятор не смог обеспечить достаточное охлаждение.

Датчик производительности вентилятора (FPS) имеет внутреннюю схему вентилятора для считывания сигнала тахометра и определения неисправности вентилятора. Оба варианта более подробно описаны ниже.

ВЫХОД ТАХОМЕТРА

Выходной сигнал тахометра поступает от ячейки Холла, которая воспринимает вращающиеся магнитные поля, создаваемые вращающимся ротором. Ячейка Холла излучает последовательность импульсов прямоугольной формы, как показано на рисунке

. На большинстве моделей вентиляторов тахометр будет иметь 2 импульса на оборот. Несколько других будут иметь 1 импульс на оборот.

Выходной сигнал

Стандартная амплитуда, показанная как В _из , составляет 5 В. Этот уровень напряжения задается внутри вентилятора. См. рис. 2. Заказчику потребуется разработать электронную схему для контроля выходного сигнала и обнаружения неисправности.

Рис. 2. Неизолированная цепь тахометра, 5 В

Покупателю может понадобиться V _из с другой амплитудой. Comair Rotron может обеспечить этот выход до значения входного напряжения (т. е. вентилятор на 24 В постоянного тока будет генерировать прямоугольную волну до 24 В на проводе датчика).

Если заказчик желает установить выходную амплитуду, Comair Rotron может предоставить выход с открытым коллектором. Выходной сигнал на выводе датчика отсутствует, пока не будет подключено внешнее нагрузочное сопротивление. Значение сопротивления нужно будет определить так, чтобы ток был ограничен 15 мА. См. рис. 3.

Рис. 3. Неизолированная цепь тахометра с открытым коллектором

Неизолированная/изолированная цепь

На большинстве моделей вентилятор предлагается с изолированной или неизолированной цепью датчика. Вентилятор с изолированным датчиком будет иметь пять проводов. Два сплошных провода питания [красный (+), черный (-)] обеспечивают питание обмоток двигателя. Также будет три провода цепи датчика [красный/белый (+), черный/белый (-) и синий/белый (выход датчика)] для питания тахометра и возврата сигнала. См. рис. 4. Вентилятор с неизолированным датчиком будет иметь только три провода. Два сплошных провода питания двигателя [красный (+), черный (-) и синий/белый (провод датчика)}. Питание схемы датчика внутренне получено от мощности обмоток двигателя.

Рис. 4. Изолированная цепь тахометра на 5 В

Изолированный тахометр обычно используется, когда потенциал отрицательного напряжения используется для питания вентилятора, а потенциал положительного напряжения используется для схемы контроля тахометра. Два разных потенциала напряжения имеют разное отношение к заземлению и поэтому должны быть изолированы. Неизолированный выход тахометра является типичным и встречается практически на каждой модели вентилятора.

ДАТЧИКИ РАБОТЫ ВЕНТИЛЯТОРОВ – ВЕНТИЛЯТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Датчик производительности вентилятора (FPS) для вентиляторов постоянного тока — это второй тип сигнала датчика, предлагаемый Comair Rotron. Он предлагает постоянный выходной сигнал через провод датчика. Выходной сигнал выводится из ячейки Холла таким же образом, как и выходной сигнал тахометра. Однако внутри вентилятора имеется дополнительная схема для обработки выходного сигнала и обеспечения постоянного значения V _{на выходе} . Затем выход можно подключить непосредственно к аварийному сигналу, светодиоду, зуммеру, реле и т. д. Выход будет оставаться постоянным, пока не будет достигнут заданный уровень оборотов. В этот момент выходной сигнал изменится на другое состояние. RPM обычно устанавливается на пороге 1900 об/мин.

Версия FPS предлагает несколько различных конфигураций; который необходимо выбрать, чтобы он соответствовал последующей электронике оборудования заказчика. Эти варианты дополнительно обсуждаются ниже.

Выходной сигнал

Выход датчика имеет 4 различные конфигурации. Эти конфигурации будут определять V _из и логический уровень выхода.

Открытый коллектор:   Сигнал поступает от коллектора выходного транзистора и требует подтягивающего резистора. Резистор должен быть установлен таким образом, чтобы ток был ограничен 15 мА. Выходная логика имеет высокий уровень при успешном прохождении и низкий уровень при отказе. Последующая электроника может быть связана только между напряжением питания (Vcc) и выходом. См. рис. 5.

Рисунок 5 – Неизолированная цепь сигнализации с открытым коллектором

Перевернутый открытый коллектор: Сигнал поступает от коллектора выходного транзистора и требует подтягивающего резистора. Резистор должен быть установлен таким образом, чтобы ток был ограничен 15 мА. Выходная логика имеет низкий уровень при успешном прохождении, высокий уровень при отказе. Последующая электроника может быть связана только между напряжением питания (Vcc) и выходом. См. рис. 5.

TTL-совместимость: Сигнал поступает с коллектора выходного транзистора и имеет внутреннее напряжение до 5 вольт. Выходная логика имеет высокий уровень при успешном прохождении и низкий уровень при отказе. Последующая электроника может быть связана только между напряжением питания (Vcc) и выходом. См. рис. 6.

Рис. 6. Неизолированная цепь сигнализации на 5 В

Совместимость с инвертированным ТТЛ:  Сигнал поступает с коллектора выходного транзистора и внутренне подтягивается до 5 В. Выходная логика имеет низкий уровень при успешном прохождении, высокий уровень при отказе. Последующая электроника может быть связана только между напряжением питания (Vcc) и выходом. См. рис. 6. 

Delay/No Delay

Функция задержки устраняет ложные срабатывания сигнала неисправности во время запуска вентилятора. Задержка установлена ​​на 10 ± 4 секунды с момента, когда вентилятор достигает порога оборотов. «Без задержки» вызовет немедленную тревогу после того, как вентилятор достигнет порога оборотов. Если RPM восстанавливается и превышает пороговое значение, оба варианта перейдут в состояние немедленного прохождения без какой-либо задержки.

С фиксацией/без фиксации

Сигнал также может быть «С фиксацией», чтобы оставаться фиксированным в режиме отказа, или «Не с фиксацией», чтобы вернуться в режим пропуска, когда вентилятор превысил пороговое значение скорости вращения. Выход с фиксацией будет удерживать сигнал в состоянии сбоя, даже если вентилятор вернется на полную скорость. Защелку необходимо сбросить, отключив питание FPS 9.0038 и выходная нагрузка . Опция «Non-Latch» создаст выходной сигнал, который вернется к сигналу пропуска, как только число оборотов в минуту вернется к приемлемому уровню.

Неизолированная/изолированная цепь

На большинстве моделей вентилятор предлагается с изолированной или неизолированной цепью датчика. Вентилятор с изолированным датчиком будет иметь пять проводов. Два сплошных провода питания [красный (+), черный (-)] обеспечивают питание обмоток двигателя. Также будет три провода цепи датчика [красный/белый (+), черный/белый (-) и синий/белый (выход датчика)] для питания FPS и возврата сигнала. Вентилятор с неизолированным датчиком будет иметь только три провода. Два сплошных провода питания двигателя [красный (+), черный (-) и синий/белый (провод датчика)}. Питание схемы датчика внутренне получено от мощности обмоток двигателя. См. рис. 7.

Рис. 7. Изолированная цепь сигнализации 5 В

Изолированный FPS обычно используется, когда потенциал отрицательного напряжения используется для питания вентилятора, а потенциал положительного напряжения используется для схемы контроля FPS. Два разных потенциала напряжения имеют разное отношение к заземлению и поэтому должны быть изолированы. Как неизолированные, так и изолированные варианты FPS можно найти почти на каждой модели вентилятора.

ДАТЧИКИ РАБОТЫ ВЕНТИЛЯТОРОВ – ВЕНТИЛЯТОРЫ АС

Датчики производительности вентилятора переменного тока работают немного иначе, чем их аналоги постоянного тока. Выходной сигнал переменного тока поступает от электрически изолированной приемной катушки, которая генерирует сигнал переменного тока с амплитудой, пропорциональной скорости вращения вентилятора и приложенному к вентилятору напряжению. Затем этот сигнал внутренне кондиционируется для генерации дискретного выходного сигнала «пройдено/не пройдено», аналогично FPS постоянного тока. Эта опция доступна только для более крупных продуктов переменного тока, таких как вентиляторы Patriot, Falcon, Major и Maltese.

Выходной сигнал

Выход датчика имеет 2 различные конфигурации. Эти конфигурации будут определять V _из и логический уровень выхода.

Открытый коллектор:   Сигнал поступает от коллектора выходного транзистора и требует подтягивающего резистора. Резистор должен быть установлен таким образом, чтобы ток был ограничен 15 мА. Выходная логика имеет высокий уровень при успешном прохождении и низкий уровень при отказе. Последующая электроника может быть связана только между напряжением питания (Vcc) и выходом.

Совместимость с TTL: Сигнал поступает с коллектора выходного транзистора и имеет внутреннее напряжение до 5 вольт. Выходная логика имеет высокий уровень при успешном прохождении и низкий уровень при отказе. Последующая электроника может быть связана только между напряжением питания (Vcc) и выходом.

Delay/No Delay

Функция задержки устраняет ложные срабатывания сигнала неисправности во время запуска вентилятора. Задержка установлена ​​на 10 ± 4 секунды с момента, когда вентилятор достигает порога оборотов. «Без задержки» вызовет немедленную тревогу после того, как вентилятор достигнет порога оборотов. Если RPM восстанавливается и превышает пороговое значение, оба варианта перейдут в состояние немедленного прохождения без какой-либо задержки.

С фиксацией/без фиксации

Сигнал также может быть «С фиксацией», чтобы оставаться фиксированным в режиме отказа, или «Не с фиксацией», чтобы вернуться в режим пропуска, когда вентилятор превысил пороговое значение скорости вращения. Выход с фиксацией будет удерживать сигнал в состоянии сбоя, даже если вентилятор вернется на полную скорость. Защелку необходимо сбросить, отключив питание FPS и выходной нагрузки. Опция «Non-Latch» создаст выходной сигнал, который вернется к сигналу пропуска, как только число оборотов в минуту вернется к приемлемому уровню.

Изолированная цепь

Поскольку это вентилятор переменного тока, для срабатывания сигнализации к цепи аварийной сигнализации вентиляторов необходимо подключить источник питания постоянного тока. Вентилятор будет иметь три провода. Красный/белый провод для питания сигнализации (+), черный/белый для возврата цепи сигнализации (-) и синий/белый для выхода датчика. Есть также две лепестковые клеммы, которые обеспечивают питание обмоток двигателя. См. рис. 7.  Для работы цепи сигнализации требуется от 5 до 15 В

. ВЫВОДЫ

Существует множество различных способов контроля состояния вентилятора. Основное внимание в этой статье уделяется демонстрации возможностей вентиляторов Comair Rotron. Необходимость тщательного контроля эффективности охлаждения была постоянной потребностью инженеров-теплотехников на протяжении многих лет. По мере того, как оборудование становится все более экзотическим и дорогостоящим, становится очевидным, что такие дополнительные функции, как простой тахометр, становятся ежедневной необходимостью.