Применение вентиляторов в оборудовании

Оставлен Евгений Бортник Сб, 12/10/2011 - 20:05

    В статье расмотрены примеры применения вентиляторов для охлаждения оборудования и выравнивания температуры в помещениях.

   На фотографиях показаны примеры нагревательных устройств в которых применены малогабалритные вентиляторы от старинных ЭВМ типа ЕС. Это устройства на базе асинхронных двигателей, рассчитанные на напряжение 220 вольт. Оказалось, что применение таких нагревательных элеиентов весьма эффективно для погреба. Нагревательные элементы изготовлены самостоятельно, замена спираль. Это сделано для умменьшени явыделяемой мощности. Можно оставить и стандартные нагревательные элементы на 500 Вт, поскольку устройство находится под обдувом. И кроме того, в комплекте есть терморегулятор с релейной характеристикой. Поэтому продолждительность включенного состояния, как правило, не велика. Удлинение спирали было сделано на первом этапе, на всякий случай, в целях предотвращеня перегрева. Опыт показал, что это вовсе не обязательно, поскольку устройство работает надежно. Более того уменьшение мощности до 200 Вт привело к увеличению продолжительности включенного состояния, а это означает повышенный износ вентилятора. Но штуковина оказалась надежной даже в этих условиях. 

  На следующей фотографии показан сам древний компютерный вентилятор на 220 вольт. Его диаметр примерно 120мм. Нужно заметить, что современные компьютерные вентиляторы рассчитаны на напряжение +12 вольт. А это не всегда удобно в быту. Зато они широко распространены. А выпрямитель для них можно собрать элементарно. Для подключения их к бытовой сети переменного напряжения 220 вольт можно использовать обыкновенную гасящую RC-цепочку. Схема подключени показана на следующем рисунке. Конденсатор нужен примерно 2,2-2,5 мкФ на напряжение не менее 250 вольт. Резистор двухваттный. Выпрямитель удобен типа КЦ402А. При таких параметрах элементов, практически на любом компьютерном вентиляторе будет примерно 12-14 вольт. Полярность подключения путать не следует. Красный провод вентилятора - положительный. Иначе мелкий вентилятор просто сгорит, внутренности у него хлипкие.

  Ниже показан вентилятор типа ВВФ71М, диаметром 80 мм. Это тоже хороший надежный моторчик. Вентиляторы типа ВВФ-71М предназначены для обдува компьютеров, в том числе микро-ЭВМ, контрольно-измерительного оборудова­ния, а также отдельных блоков, приборов, радиоаппаратуры и т. д. При эксплуатации в условиях умеренного и холодного климата исполнения УХЛ категории 4.2 по ГОСТ 15150-69. Питание вентилятора осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением 220В, частотой 50 Гц. Масса вентилятора не более 0,43 кг. Производительность вентилятора при статическом давлении, равном нулю, 0,75 м3/мин. Статическое давление при производительности, равной нулю 1,4 кгс/м2. Частота вращения вентилятора 2850 об/мин. Потребляемая мощность не более 22 Вт. Потребляемый ток не более 0,15А. Номинальный режим работы вентилятора продолжительный S1 по ГОСТ 183-74. Вентилятор работоспособен при предельно-допустимой температуре окружающей среды до 55° С.  Если он не изношен от долгого применения, то ресурса у него вполне достаточно на несколько лет, в самых тяжелых условиях.

  Далее показан модуль вентилятора ВЦУ, построенный на основе асинхронного двигателя с внешним ротором. Центробежные вентиляторы одностороннего всасывания в спиральном поворотном корпусе, оснащенные двигателем с внешним ротором. Производительность – до 2000 м3/ч. Предназначены для приточно-вытяжных систем вентиляции. Это уже серьезная конструкция, изготовленная в виде улитки. Производительность большая, габариты тоже весьма существенные. В таблице показаны основные характеристики вентиляторов разной мощности и производительности. Используются в них двухполюсные однофазные асинхронные двигатели с внешним ротором и рабочим колесом из оцинкованной стали с вперед загнутыми лопатками. Двигатели имеют встроенную тепловую защиту с автоматическим перезапуском. Применение в двигателях подшипников качения обеспечивает большой срок эксплуатации. Для достижения точных характеристик, низкого уровня шума и безопасной работы вентилятора каждая турбина при сборке проходит динамическую балансировку. Двигатель  имеет класс защиты IP 44.

 Представленные здесь характеристики имеют отношение к самому маленькому габариту центробежных вентиляторов. Этого устройства оказывается в большинстве бытовых случаев вполне достаточно.

   Ниже будут приведены фотографии компьютерных вентиляторов из систем охлаждения процессоров и источников питания. Эти штучки также удобно применять для охлаждения. Например в сварочных инверторах и трансформаторах. Кроме того широкое поле для применения вентиляторов открыто в устройствах электроники. В том числе и бытовой. Это будет отдельная тема и отдельные примеры кострукций. В источниках питания и усилителях приенение вентиляторов неизбежно. Кроме пассивного охлаждения радиаторов с полупроводниковыми элементами применяют и другие системы. В основе активного теплоотвода заложен принцип тепловой трубы. Это довольно эффективные и компактные устройства. Часто их используют в стационарных серверах. Там теплоносителем выступает специальная жидкость. Но практическое применение таких устройств в быту ограничено, ввиду сложности приспособления конструкций с теплоностителем.

   Считаю необходимым непременно остановиться на применении вентиляторов от компьютеров. Это весьма удобные, дешевые и доступные устройства, преимущественно китайского производства. Они малогабаритны, широко распространены и легко встраиваемы в любые конструкции. Производительность довольно неплохая, а уровень шума вполне приемлемый в большинстве случаев. Фотографии нескольки типоразмеров вентиляторов показаны ниже.

     Для подключения в сеть 220В компьютерных вентиляторов, рассчитанных на постоянное напряжение +12В в бытовую удобно применить простейшую схему, показанную на рисунке. Эта схема пригодна для большинства маломощных китайчких вентиляторов, в которых применяют двигатели постоянного тока.

 Схема в определенной мере универсальна, поскольку отриентирована на подключение вентиляторов с током потребления 100-150мА  при напряжении +(12-14) вольт. При сборке схемы следует иметь ввиду, что подключение вентилятора следует выполнить безошибочно изначально. Ошибка в неправильной полярности припаивания проводов вентилятора приведет к выходу вентилятора из строя. А само подключение (припаивание) следует выполнить, заранее, поскольку напряжение на холостом ходу в точках присоединения вентилятора может составлять 50-100 вольт. Если с полярность безошибочна (красный провод, это как правило плюсовая шина питания), то при включенни в сеть 220В на вентиляторе будет примерно +12 вольт. При необходимости напряжение на вентиляторе можно несколько увеличить, добавив параллельно конденсатору 2,2мкФ еще один, - емкостью 0,25 мкФ. Напряжение конденсатора не менее 250 вольт. Гаясщие резисторы несколько нагреваются, поэтому их мощность должна быть не менее 2 Вт каждого. Дионый мост КЦ402А или любой маломощный, на напряжение не менее 300 Вольт. Электролит - любой, даже китайский на напряжение 25 Вольт. 

   В завершении статьи скажу, что вопросы применения охлаждения часто недооценивают. Например в зимнее время на своей пасеке я работаю во времянке. А там есть обыкновенная печь, которую приходится топить углём. Так вот оказалось, что применение  для обува печи обыкновенного бытового китайского вентилятора на длинной ноге, не только улучшает вытяжку, но и позволяет быстро разогнать теплый воздух внутри помещения, одновременно остужая нагреваемую пламенем изнутри плиту. Режим работы печи оказывается существенно смягченным, а эффект в обогреве помещения значительно повышается.

                   Евгений Бортник, февраль 2013, Красноярск, Россия