Способы уменьшения оборотов на вентиляторе

При недостаточной естественной циркуляции воздуха в помещениях – жилых, технических, хозяйственных – устанавливают вентиляторы. Приборы обеспечивают воздухообмен на уровне, необходимом для работы оборудования или создания комфортных условий пребывания. Работают аппараты в разном режиме, так как в течение суток требования к воздухообмену изменяются. Увеличить или уменьшить скорость вращения вентилятора можно с помощью контроллера скорости.

Изменение скорости вращения

Вентилятор в общем виде – ротор с закрепленными определенным образом лопатками. При вращении лопатки сталкиваются с воздухом и отбрасывают его в некотором направлении. По конструкции различают:

• Осевой – направление нагнетаемого и всасываемого вздоха совпадают. Вентилятор предназначен для охлаждения чего-либо: кулеры в компьютерах, бытовые приборы, шахтные вентиляторы, аппараты для дымоудаления.
• Радиальный – центробежный. Воздух всасывается с одной стороны вентилятора, нагнетается по другую сторону – под прямым углом. Радиальные вентиляторы используют в промышленности.
• Тангенциальный – имеет сложное строение по типу «беличьего колеса». Воздух всасывается вдоль периферии и нагнетается под прямым углом. Такая конструкция стоит в кондиционерах, воздушных завесах, холодильниках.
• Безлопастный – по сути, нагнетатель воздуха. В быту почти не встречается.

Любой вентилятор в силу специфики конструкции работает на полную мощность. Это приводит к быстрому износу прибора и поломкам. Максимально мощный поток воздуха требуется не все время. Чтобы уменьшить обороты вентилятора, нужно подключить специальное устройство.

Элемент для уменьшения оборотов вентилятора

Регулирует скорость вращения контроллер скорости. Уменьшаться она может по 2 механизмам:

• изменение частоты тока – чем она ниже, тем меньшее количество оборотов делает кулер;
• изменение напряжения, поступающего на обмотку.

В абсолютном большинстве случаев используются приборы 2 типа. Приспособления, изменяющие частоту, обычно стоят намного дороже вентилятора.

Контроллеры могут быть механическими и автоматическими. Первые регулируются вручную с помощью колесика. Уменьшать можно как плавно, так и ступенчато – это зависит от типа прибора, чаще всего это симисторные модели. В сложных системах устанавливают контроллеры с автоматическим управлением. Здесь сигналом к снижению числа оборотов служат показатели датчиков: температурных, влажностных, газовых, фотодатчиков. Их главная задача – снизить потребление энергии, когда система функционирует в оптимальном режиме и не нуждается в усиленном охлаждении.

Уменьшение скорости вращения вентилятора вытяжки

В системах принудительного кондиционирования обычно ставят канальные вентиляторы. На максимальной мощности приборы работают только в тяжелых условиях – промышленном цеху. В офисах компаний, коммерческих помещениях и даже в лабораториях мощность вытяжки изменяют в зависимости от времени суток и характера деятельности.

Чтобы уменьшить скорость канального вентилятора, нужно установить ступенчатый контроллер. Регулятор снижает напряжение, подаваемое на обмотку. При этом падает и скорость вращения лопастей. Трансформаторный ступенчатый контроллер оптимален, когда скорость вращения кулера удобнее регулировать вручную, например, чтобы снизить шум в какое-то время.

Если скорость кулера находится в зависимости от температуры или уровня влажности, ставят электронный модуль с автоматическим управлением.

Автоматические контроллеры нередко оснащаются аварийными индикаторами, лампами сигнализации и даже возможностью гальванической развязки с сетью.

Назначение контроллера

Регуляторы вращения кулера выполняют несколько задач:

• Экономия электроэнергии – на максимальной мощности вентилятор потребляет максимальное же количество электроэнергии. Это невыгодно. Возможность снизить число оборотов, когда в этом нет нужды, позволяет уменьшить счета за электричество.
• Увеличение срока работы оборудования – вентилятор включает движущиеся части. При интенсивной работе они быстро изнашиваются и выходят из строя. Уменьшив число оборотов, можно увеличить срок эксплуатации вытяжки, кондиционера, холодильника.
• Снижение уровня шума – вентилятор на максимальной мощности создает относительно небольшой шум. Но если приборов несколько, уровень шума превышает терпимые 50 дБ. Если понизить число оборотов, шум тоже снижается.
• Поддержка постоянного режима – без контроллера вентилятор может находиться только в 2 состояниях: работа на полной мощности и отключение. При работе в вентиляционной системе прибор периодически включается и выключается. Такой режим приводит к перегреву аппарата и перерасходу электроэнергии. Контроллер обеспечивает инверсионный принцип работы: снижение и увеличение числа оборотов без скачков напряжения.

Контроллер можно установить на системы вытяжки на кухне или вентиляции офиса, а также на бытовые приборы и оборудование: холодильники, компьютеры.

Основные разновидности

Чтобы снизить или увеличить скорость вращения вентилятора, нужно подобрать устройство необходимой конструкции. Выделяют несколько видов контроллеров. Самая известная классификация – по принципу управления. Однако все они относятся к приборам, изменяющим величину напряжения на обмотку.

Тиристорные или симисторные

Предназначены для работы с однофазными аппаратами, имеющими защиту от перегрева. Здесь реализуются принцип фазового управления. 2 тиристора, соединенные встречно-параллельно, образуют симистор. При прохождении напряжения через ноль тиристор «отрезает» часть в начале или в конце волны напряжения в зависимости от схемы управления. В итоге среднеквадратичное напряжение изменяется.

Тиристорные контроллеры эффективны, компактны, создают мало шума. Однако подключить их можно только к электродвигателям, спроектированным с учетом такой возможности.

При частоте в сети в 50 Гц симисторные контроллеры действуют хуже: слышны рывки и шум при работе.

Частотные

Изменяют частоту напряжения, подаваемого на вентилятор. С их помощью получают напряжение от 0 до 480 В. Частотные контроллеры – главный способ регулировки в инверторных аппаратах: кондиционерах, преобразователях. Однако работать регулятор может только с трехфазными электродвигателями, что ограничивает его применение.

Трансформаторные

Модели рассчитаны на обеспечение наиболее мощных вентиляторов. Выпускают одно- и трехфазные приборы. Чаще всего это ступенчатые регуляторы. Они повышают и понижают напряжение через определенный интервал, который указывается в маркировке. Однако есть варианты, обеспечивающие плавную регулировку.

Трансформаторные регуляторы громоздки, стоят недорого. Прибор можно монтировать на стенах, внутри стен, прямо внутри установки. Контроллер может обслуживать несколько вентиляторов и отличается высокой надежностью.

Правила подключения устройства

Регулятор для уменьшения оборотов вентилятора может смонтировать и настроить специалист. В простых случаях с такой задачей справляются самостоятельно.

Способы установки контроллеров зависят от типа устройства: настенный, внутристенный вариант, модель для установки внутри корпуса, реобас для регулировки вращения кулеров в системном блоке и прочее. Схема подключения регулятора имеется в инструкции к прибору. Изучив руководство, можно разобраться, как подсоединить прибор и обслуживать его.

1. Настенные и внутристенные варианты закрепляют на стену шурупами или дюбелями. Крепеж обычно входит в комплект.
2. Регулятор подключают к питающему кабелю по схеме, приведенной производителем. Задача сводится к обрезке проводов ноля, фазы и земли и последовательного присоединения жил к входным и выходным клеммам.
3. Прежде чем начать монтаж, нужно убедиться, что сечение соединительного питающего кабеля соответствует максимальному току подсоединяемого контроллера.
4. Если вентилятор оснащен собственным выключателем. Последний необходимо демонтировать и заменить на контроллер.

Чтобы снизить обороты компьютерного кулера, используют устройство дополнительного сопротивления или его усовершенствованный вариант – реобас. Предварительная работа здесь сложнее. Необходимо правильно оценить, какова допустимая температура для каждого элемента оборудования: материнской платы, процессора графической карты. В противном случае снижение скорости кулера приводит к перегреву и поломке процессора или платы.

Принцип подключения реобаса: провода от вентилятора обрезают и подсоединяют к регулятору по схеме, указанной производителем. Реобас удобнее тем, что контролирует сразу несколько вентиляторов, в то время как дополнительное сопротивление снижает обороты только у 1 устройства.

Сборка прибора своими руками

Контроллер представляет собой сопротивление, подсоединяемое по специфической схеме. Собрать простейший вариант для управления бытовым вентилятором можно своими руками. Понадобится для этого 3 детали: переменный и постоянный резисторы и транзистор.

1. К центральному контакту переменного резистора припаивают базу транзистора. К крайнему выводу резистора подсоединяют коллектор.
2. К другому краю резистора методом пайки прикрепляют постоянный резистор сопротивлением в 1 кОм. Второй вывод постоянного резистора припаивают к эмиттеру транзистора.
3. К коллектору транзистора крепят кабель входного напряжения, а «плюсовой» выход фиксируют к эмиттеру транзистора.
4. Чтобы проверить работу элемента, провод от эмиттера присоединяют к «плюсовому» проводу вентилятора. Провод выходного напряжения от самодельного ребоаса подсоединяют к блоку питания. «Минусовый» провод вентилятора прикрепляют напрямую, не включая в схему регулятор.
5. Включают блок питания в сеть. Понижают и увеличивают скорость вращения кулера, поворачивая колесико переменного резистора.

Самоделка совершенно безопасна для вентилятора, поскольку «минусовый» провод подсоединен напрямую. Даже если контроллер замкнет, кулер не пострадает.