Регулирование радиальных вентиляторов

Вентилятор предназначен для перемещения воздуха по заданной сети (вентиляционной системе), и его, соответственно, подбирают под эту сеть. Однако на практике невозможно точно посчитать аэродинамическое сопротивление сети и сложно подобрать вентилятор точно под заданную сеть. Поэтому когда сеть уже построена и вентилятор установлен на место, его необходимо вывести на режим заданной производительности. Иногда требуется, чтобы вентилятор в сети работал на нескольких режимах по производительности или плавно (воз­можно, ступенчато) менял производительность в зависимости от проявленных условий. Это задачи регулирования производительности вентилятора в сети без его остановки. Возможно также ступенчатое изменение характеристики вентилятора в неработающем состоянии, например, заменой колеса или шкивов, удли­нением лопаток и т.д. Далее будет рассмотрено только регулирование произво­дительности вентилятора во время его работы.

Наиболее распространенными методами регулирования вентиляторов обще­го назначения являются:

• дросселирование;

• регулирование входным направляющим аппаратом (ВНА);

• регулирование частотой вращения рабочего колеса.

Существуют также и другие способы регулирования радиальных вентилято­ров, например изменение ширины (передвижные диски), изменение ширины входа потока в колесо (вдвигаемый в колесо входной патрубок) и т.д. Эти спосо­бы не рассматриваются, т. к. они конструктивно не реализованы в вентиляторах общего назначения.

1. Дросселирование

Дросселирование означает, что аэродинамическое со­противление сети сознательно увеличивают, вводя некоторое местное сопротив­ление перед или за вентилятором: это могут быть клапан с регулируемыми створ­ками (с ручным или электрическим приводом), одна или несколько достаточно густых сеток поперек сечения канала или просто щит, частично перекрывающий проходное сечение канала. Строго говоря, дросселирование является устрой­ством, изменяющим сопротивление сети, а не аэродинамическую характеристи­ку вентилятора.

2. Регулирование входным направляющим аппаратом

Типичный входной (осевой) направ­ляющий аппарат, устанавливаемый не­посредственно на входе в вентилятор. Это отрезок ци­линдрического канала с проходным сечением, соответствующим размерам входного отверстия радиального вен­тилятора, внутри которого установле­ны поворотные лопатки в виде секто­ров круга одинакового размера. Все лопатки связаны между собой таким образом, что от внешнего привода мо­гут одновременно поворачиваться во­круг радиальной оси на одинаковый угол от осевого направления канала. Таким образом, обеспечивается закрутка потока перед рабочим колесом, что приводит к изменению напорных характеристик вентилятора.

3. Регулирование частотой вращения рабочего колеса

Изменение частоты вращения колеса может быть осуществлено различными способами: электродвигателями с регулируемой частотой вращения (индукторные, двух- и трехскоростные электродвигатели), специальными преобразователями (гидромуфтами), частотным приводом. Частотный привод представляет со­бой электронное устройство, позволяющее с высокой эффективностью управлять частотой и напряжением питающей вентилятор электрической сети. Таким образом, осуществляется управление частотой вращения рабо­чего колеса вентилятора и, соответственно, его аэродинамической характе­ристикой.

Самым оптимальным является регулирование с помощью частотного привода, которое позволяет как понижать частоту вращения вентилятора, так и повышать ее (при достаточной установочной мощности двигателя и соблюдении условий прочности рабочего колеса).

В заключение отметим, что за рубежом уже активно серийно производятся так называемые индукторные приводы. Это, по сути, синхронный частотный привод, который состоит из электронного преобразователя сетевого трехфазно­го (или однофазного) тока в трехфазный (или однофазный) импульсный ток с регулируемыми частотой и напряжением. Обратная связь с вращающегося ро­тора позволяет управлять частотой вращения. Эти приводы отличаются высокой экономичностью, существенно меньшей массой самого двигателя, позволяют использовать электронное управление режимом работы. Частота вращения мо­жет меняться от 1000 до 20000 об/мин и более (в пределах потребляемой мощ­ности, естественно). В ряде вентиляторных применений у этих приводов боль­шое будущее. В нашей стране они, к сожалению, пока не нашли широкого распространения.