вентиляция Вентиляция и всё что с ней связано
Опубликовал(а) steamroller
2 890 просмотров
Опубликовал(а) steamroller · 23 сентября, 2020
Вентиляция - мутная штука. Я не про индивидуальное строительство и, вероятно, не про новостройки, - в них, надеюсь, инженеры постарались. В домах старой постройки куча проблем: отсутствие тяги (особенно на верхних этажах), "опрокидывание" (решётка под потолком не сосёт, а дует), шум от соседей, тараканопроводность. Самое сложное - аэродинамика, которая «наука, изучающая движение воздушных масс и их воздействие на тела, находящиеся в потоке.» Башку сломишь! Поэтому обсудим только самого простое, с целью покупки отдельных элементов и устройств, чтобы нельзя было нас.
Если естественная паршивая - придётся применять принудительную - нужен правильный вентилятор, который дует сколько нужно и жрёт поменьше. Чтобы сделать правильный выбор и купить не дорогую красивую пустышку от раскрученного бренда, а серьёзный аппарат - придётся кое что узнать, освоить несколько терминов и привыкнуть к специфическим величинам. Если в электрике всё конкретно, (Амперы, Вольты, Ватты), то в вентиляторных спецификациях полный бардак - одни указывают производительность в кубических метрах в час, другие в минуту, а буржуинцы с китайцами в кубических футах. Попробуй сравнить?!
Осваиваемся!
Вентиляторы: осевой (крыльчатка, пропеллер) FAN, радиальный (улитка, беличья клетка) BLOWER.
Производительность: кубометры в час, в минуту - всё понятно. Если кубофуты в минуту CFM - умножаем их на 1,7 и получаем кубометры в час. Ну, а для минутной производительности делим на 60. Настоятельно рекомендую мыслить в кубометрах в час - на них СНиПы указывают.
Давление: одни указывают в дюймах водяного столба, другие в сантиметрах, третьи в Паскалях. Запоминаем: 100 Па = 1 см вод.ст. 1 дюйм вод.ст = 2,54 см.
Двигатель вентилятора может быть переменного тока - AC и постоянного - DC. В бытовой технике традиционно переменноточные, хотя уже появляются и DC. О двигателях отдельно - это самое важное.
Подшипники - bearing. Они определяют ресурс ветродуйки.
Втулочные sleeve - тихие, дешёвые, но ресурс маленький. Особенно в пыльных условиях. Я весьма эпизодически пользовался нагревателями в мастерской. Хватало на пару лет. Причина - износ подшипников. Повторяю - эпизодически, редко. В некоторых наших помещениях вентилятор будет работать непрерывно.
Шарикоподшипник - ball. У современных вентиляторов при номинальных оборотах обещают ресурс как у светодиодной лампочки - 50000 часов и больше. Это 5,5 лет непрерывной работы! То есть, за это время вентилятор сделает примерно 8 миллиардов оборотов! А если снизить скорость вдвое, втрое? Подшипник рассчитан на эти 8 миллиардов. Значит, ожидаемый ресурс непрерывной работы увеличится до 10 и 15 лет, соответственно! На больших оборотах шарики шумят. Этот шум передаётся через корпус на излучающие плоскости. Уменьшить его можно правильными резинками (сайлент блоками). На низких оборотах шума шариков не слышно.
И, наконец, новомодные VAPO. Это втулочные подшипники с магнитной разгрузкой. Обладают достоинствами предыдущих. Парни из SUNON рвут рубаху на груди, обещая 60000 часов и выше.
Характер регулирования.
Меняя обороты вентилятора мы должны знать:
- производительность (поток) пропорциональна оборотам;
- напор (давление) пропорционален квадрату оборотов;
- механическая мощность на валу пропорциональна кубу оборотов.
Эти теоретические утверждения справедливы с оговорками! На практике всё сложнее. Увеличивая обороты вдвое мы можем говорить об увеличении потока вдвое, если искусственно оставим напор неизменным. То есть, приоткроем заслонку, создающую нагрузку. В реальности ветродуйка работает на конкретный канал и при увеличении оборотов будет меняться все параметры, а не один.
Главное, что нас сейчас интересует - кубическая зависимость механической мощности от числа оборотов: снизив обороты втрое, мы всего в три раза уменьшаем поток, а мощность на валу падает в 27 раз. Это теоретически. Повторяю, на практике не всё так буквально. Но упомянутые зависимости важны для понимания "А чЁ купить?"
А сколько нужно?
СНиП утверждает: воздухообмен для жилых комнат примерно 3 куб.м/час на 1 кв.м маленькой квартирки и 30 куб.м/час на человека для большой. Это если человек в покое. Если кто-то насилует "Кеттлер" - воздуху надо посвежее. В ванной около 30, на кухне 30, при работающем оборудовании от 60 до 100, в зависимости от плиты. Если жарим-парим и тут же за столом употребляем большой компанией, может и 300 понадобиться и больше.
Выводы: где-то нужны вентиляторы, которые дуют себе и дуют сколько надо. А где-то с регулировкой потока, да в приличном диапазоне.
Теперь про двигатели.
Трёхфазные не рассматриваем. Однофазные для вентиляторов бывают с ращеплёнными полюсами, реже конденсаторные. Если интересно - можно про них порыться в поисковиках. Главное сейчас для нас: их ротор представляет собой короткозамкнутый виток в котором обмотки статора вызывают переменный ток, а ток этот имеет своё магнитное поле. Вращение - результат взаимодействия трёх полей: двух статорных и роторного. Статорные поля называют вращающимся полем, которое всегда крутится с... частотой питающей сети! В нормальном режиме работа магнитных полей уходит во вращение. А теперь самое интересное! Можно уменьшить обороты вентилятора, снизив напряжение питания. Поля ослабнут, обороты рухнут, а вращающееся поле останется 50Гц в Хабаровске и 60Гц в Далласе. И тогда медленный ротор вырождается в короткозамкнутый виток трансформатора. В режиме КЗ трансформатор проживёт не долго и сообщит о своей смерти сильным неприятным запахом. AC двигатель в таком режиме снизит потребляемую мощность не в 27 раз, как я писал выше, а раза в два. Поток воздуха будет небольшой, но платить за электричество мы будем по тарифу.
Для улучшения КПД вентиляторов на малых оборотах применяют частотные регуляторы. На выходе регулятора снижается не только питающее напряжение, но и его частота. Только эти игрушки могут удвоить и даже утроить совокупную стоимость оборудования.
Плохая регулируемость - причина, по которой я предлагаю раз и навсегда забыть о переменноточных вентиляторах. Следующая дальше.
А что происходит в DC вертушках? Там катушки статора взаимодействуют с заранее намагниченным ротором. Когда катушкам включаться - решает специализированная микросхемка с датчиком Холла. То есть, DC вентилятор есть идеальный синхронный двигатель, настраивающийся на частоту оборотов ротора. Мы снижаем напряжение питания, сила магнитных полей статора ослабевает, обороты падают, вращающееся поле подстраивается под крыльчатку. Ничего не пропадает - всё в дело! Это ещё одна причина по которой рекомендую отправить AC на свалку истории.
С теорией закончили. Изучаем спецификации.
Для примера возьмём двух одноклассников от JAMICON. Производитель хороший, проверенный.
Называются JF1238 - Jamicon Fan, рама 12х12, толщина 38 мм. В обозначке подчёркнута буква М.
L - Low (низкие обороты), M - Middle (средние), H - High (высокие) S - Super high (очень высокие)
Сперва пара с одинаковыми оборотами - 2400, но с разным потоком: 76 и 101 CFM или 130 и 170 куб.м/час. А почему? А смотрим на синюю стрелку на картинке с вертушкой и видим большой диаметр AC движка и меньший у DC! Вес, кстати, отличается в 2 раза.
Теперь самое интересное, обозначенное зелёным. Поток одинаковый по 136 куб.м/час, а потребляемая мощность 20 и 2,5 Ватта! Просто охренеть - в восемь раз меньше! В самое время вспомнить стоимость одного ватта - 53 рубля в год. Для расчётов примем 6 рублей за киловатт час. Выходит, AC сожрёт 1000 рублей, а DC 125. Там выше я упоминал СНиП. Если мы снизим поток до 30 кубов, прожорливый AC снизит аппетит Ватт до десяти, а DC до одного! Эти измерения я проделывал с ваттметром, тестером и анемометром. Картинки будут, а пока прошу верить на слово.
Смотрим на картинки:
А если надо иметь постоянно работающими несколько вентиляторов - 3, например? Цифры 1500 и 150 в год, нашей, пусть пока не твёрдой валютой красноречивы? Экономия около трёх бутылок шампанского на новогодний стол.
Я понимаю, некоторым эстетствующим чёрненькие коробочки покажутся страшненькими и не влезающими в стандартные пластиковые короба. Так решётка или пластина закроет и переходник есть:
Теперь совсем практика
У DC 1238 прописан какой-то автозапуск. Но не расшифрован. Во время анемометрии конкретного вентилятора в картонном макете короба я решил включить, а вертеться ему не разрешил.
И офигел! Обороты регулируются не напряжением, оно установлено 12В, а током. Вентилятор при малых токах пищит и думает - "Что это с ним происходит?" При подаче 12В без ограничения тока отключается моментально. Ожидание с потреблением 10мА ~5 секунд и снова попытка крутиться.
Щёлкает слишком умный источник питания, релюшками перекидывая обмотки трансформатора.
Документация за спойлером
Обсуждаемый вентилятор имеет обозначение MEC0381V1-000U-A99
Русский: MEC0381V1-000U-A99.pdf
Английский и очень подробный (!!!) : MEC0381V1-A99(D12017130G-00)-0.pdf
Линейка вентиляторов FANs and BLOWERs: Sunon DC Brushless Fan & Blower.pdf
Немного забегу вперёд.
ВОТ ТУТ барышня заломала голову о сложной системе вентиляции в маленькой трёшке с принудительной приточкой и нагревом. И хорошо сделала! Дышать нужно правильным воздухом. Под правильным я понимаю совокупность температуры, влажности и пыльности.
Подавать в помещение зимний воздух через нагреватель я взялся много лет назад. И уже тогда обнаружил - способ зверски пересушивает воздух! Что это смертельно вредно, вам каждая малышева и ей подобные без устали будут доказывать целый телевизорный час. Редкий случай, когда им надо верить. Но тут надо. Теперь взялся повторить решение на более высоком уровне - всякая автоматика, принудиловка, клапаны, фильтры. Про это позже. Уже есть вдуваемый и нагреваемый воздух и куча гигрометров. Жаль, не успел подтащить "аналоговый" водяной психрометр. Но я уже сравнивал показания и даже если "цифра" вдвое занижает, картина устрашающая!
Температура примерно 21°С воздух свежайший. Это чувствуется. Я там физически сильно нагружался на сборке. Душно мне не было. Приток составил около 30 кубов в час. По комнате рассовал три гигрометра. Контрольный №4 в коридоре. Надо отметить, что дешёвые бытовые электронные гигрометры на малых влажностях отчаянно врут. Будем считать их не измерителями, а индикаторами.
Смотрим.
Вот так!
Напоминаю, и это каждый телевизионный мед-пропагандист подтвердит, - пониженная влажность высушивает слизистую. Вот микроб вовнутрь к нам и лезет.
Продолжение и дополнения следуют
.============================
07 марта 2023. Продолжение.
Комментарии к этим картинкам в ближайшее время.
А пока про серо-зелёное изделие 1751 на нижней картинке. Искать где купить через поисковик. Поисковый запрос:
Ozdisan / M-Fan DA17251B24HA 172X152X51 24V 1.0 A
В Али брать не советую! Во-первых, там стали врать про доставку из России. Прежде всегда было моментально. Теперь из поднебесной иной раз быстрей! Во-вторых, часто в Али торгуют БУ-шной техникой. Сам нарывался. Производитель обещает 50к часов ресурса. Я рассчитываю на это. А мне присылают уже года 2-3 непрерывно проработавший внутри какого-нибудь сервака. (Это отдельная тема.)
Заказывая в Ректоме ОБЯЗАТЕЛЬНО потребуйте В ПОЧТЕ, а не на словах, подтверждение бесплатной доставки в ТК. Это из тех торгашей, что мило улыбаясь в телефон тихо вписывают бешеную наценку за доставку до ТК, думая, что покупатель ни х.хрена не понял. А покупатель просто не хочет собачиться.
Во фрагмент про влажность выше прошу не вчитываться. Я его нафиг удалю и воткну в другое место, покуда тема страшней просто вентиляторной.
На картинках куча вертушек. Самая ходовая для кухонь (не вытяжек), душевых и сортиров - 1238. На первой картинке он рядом с рукояткой анемометра. Если мы поставим 30-50 куб/час, то шума лопастей почти нет! Но гнусный бег шариков и подлый дисбаланс возбуждают все примыкающие плоскости, а те резонируют аки дека Страдивари! Как не опечалиться - сфотографирую позже.
А теперь о правильной перепрошивке мозгов.
Люди привыкли жить в рамках традиций, и когда им навязывают кончиту вурст - нормальные люди чуток звереют. Или очень не чуток. Традиция приучает пойти в хозтоварник, купить и воткнуть типовое решение. Но, ребята, DC вертушка не кончита и шарахаться её незачем. Выше я обосновал достоинства, можно перечитать.
Теперь о всяких прибамбасах вокруг вентилятора. <= в ссылке ветка, где барышня мучается с улучшайзингом.
Например таймер. Зачем он нужен? А чтоб проветрить сортир к следующему посетителю, не жрать дальше электричество и не шуметь. + таймер увеличивает календарное время работы в конкретном сортире, ресурс не изменится. У тихих втулок он маленький.
Тоже самое всякий гигростат - выдувает пока мокро. Высохло - успокоился.
А теперь представим, что вертушка имеет бешеный ресурс 15-20 лет и нифига не жрёт. 1-2 Ватта (~150руб/год)! Так пускай неустанно крутится! Если надо мощно пукнуть - можно выйти на номинал, и даже два номинала кратковременно, при включении освещения или датчиком движения. Только в этом нет смысла - сортирчик советской малогабаритки даже 30-ю кубами в час продувается моментально. И гигростат не нужен - бесперебойно сухо.
О простых способах снижение шума чуток позже.
И о трудностях работы с 1751. Там не всё так весело. Но решаемо.
-
3
-
1
28 Комментариев
Рекомендуемые комментарии
Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь
Вы должны быть зарегистрированным пользователем, чтобы оставить комментарий
Создать учетную запись
Зарегистрируйтесь в нашем сообществе.
ЗарегистрироватьсяВойти
Уже есть аккаунт? Войти в систему.
ВойтиИли войти с помощью одного из сервисов