Как подключить два вентилятора: параллельно или последовательно?

Содержание

3.10. Работа вентилятора в сети

Как подключить два вентилятора: параллельно или последовательно?

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

разрыва, в то время как наибольшая – выбирается из условия обеспече-

ния минимально возможного КПД.

Потребляемая мощность при увеличении производительности уменьшается или близка к горизонтальной линии. Поэтому пуск осевых вентиляторов необходимо выполнять при открытых дросселирующих ус-

тройствах, т.е. под нагрузкой.

Для вентиляторов, имеющих поворотные лопатки рабочих колес или

аппаратов, на аэродинамической характеристике приводятся кривые,

соответствующие разным углам установки лопаток

3.10.1. Характеристика сети

Вентиляторы, как правило, работают в сети, которая представляет собой систему воздуховодов различной протяженности, включающую

всевозможные фасонные элементы и воздухораспределяющие уст-

ройства. Энергия, передаваемая вентилятором перемещаемому газу,

расходуется на преодоление аэродинамического сопротивления сети,

которое равно суммарным потерям давления во всех элементах сети

Зависимость суммарных потерь давления в сети PC от объемного

расхода Q перемещаемой через сеть среды называется характерис-

тикой сети. Она зависит от плотности перемещаемой среды, скорости

течения и конфигурации элементов сети. В большинстве случаев эта зависимость представляется квадратичной параболой

где K – коэффициент, зависящий от формы, длины участков сети и от плотности перемещаемой среды, (Па• 2 )/м6

Характеристику проектируемой сети определяют расчетом. Харак-

теристики реальных систем определяют экспериментально путем изме

рения потерь давления во всасывающем и нагнетательном трактах или

путем определения разности полных давлений в выходном и входном сечениях вентилятора, установленного в этой сети.

Наиболее распространены сети с характеристикой, определяемой

уравнением (3.27). Однако встречаются сети и с другими характеристи-

ками (рис. 3.49):

Pconst– для сети с постоянным статическим сопротивлением, на

124Генеральный спонсор –

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

пример, при продувке воздуха через слой жидкости в «пенном» аппарате

(линия 1 на рис. 3.49);

PP0 + K Q2 – для сети с тур

булентным течением воздуха (кривая

2 на рис. 3.49);

P K Q– для сети с ламинар

ным течением воздуха, например,

при продувке воздуха через фильтр

(линия 3 на рис. 3.49);

PK Q – для сети с сопро

тивлением при политропическом те

чении (кривая 4 на рис. 3.49). Рис. 3.49. Виды характеристик сети

3.10.2. Метод наложения характеристик

Режимом работы вентилятора в какой-либо сети называется равно-

весное состояние, определяемое совместным решением характеристик

сети и вентилятора. Для определения этого состояния используется метод наложения характеристик, состоящий в том, что характеристика сети и характеристика вентилятора строятся графически в одних и тех

же координатах и масштабе и находится точка их пересечения (рабочая

точка), которая однозначно определяет давление и производительность

вентилятора при работе в этой сети (точка А на рис. 3.50).

При этом полное давление на-
гнетателяравно полному аэро
динамическому сопротивлению или
полным потерям давления Pв сети,
а производительность вентилятора
QA равна расходу воздуха в сети.
Как видно на рис. 3.50, вентилятор
с характеристикой PV Q,работая
в сети с характеристикой PQ не

может иметь производительность,

большую,чем QA таккакпри Q> QAРис. 3.50. Определение режима работы
давление, создаваемое нагнетатевентилятора

лем, меньше потерь давления в сети. Производительность, меньшая QA

может быть обеспечена вентилятором лишь в случае изменения его характеристики с помощью того или иного способа регулирования.

Генеральный спонсор –125

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Если характеристику сети наложить на полную характеристику вен-

тилятора ипровести через рабочую точкуАвертикальную линию,то вточ

ках пересечения ее с характеристиками мощности, КПД, статического и

динамического давлений получим значения этих параметров (рис. 3.51).

Рис. 3.51. Определение параметров работы вентилятора

Помимо простоты и наглядности метод наложения характеристик

зачастую оказывается единственным методом, позволяющим проана

лизировать работу не только одного, но и нескольких нагнетателей, работающих в сетях различной сложности.

На графиках аэродинамических характеристик в логарифмических

координатах характеристика сети (3.27) представляется в виде прямой

линии, параллельной линии постоянных значений КПД.

3.10.3. Параллельная работа вентиляторов

Параллельноевключениедвухибольшегочиславентиляторовреко-

мендуется для увеличения производительности, когда соответствующее

увеличение частоты вращения рабочего колеса или размеров вентиля-

тора невозможно из-за чрезмерного усиления шума, конструктивных

или архитектурно-планировочных соображений.

Чтобы получить суммарную характеристику двух параллельно рабо-

126Генеральный спонсор –

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

тающих вентиляторов, необходимо сложить их производительности при

одинаковом давлении. Пример построения суммарной характеристики двух вентиляторов с одинаковой аэродинамической характеристикой

показан на рис. 3.52. При включении вентиляторов в сеть с характе-

ристикой (1+2) режим работы будет определяться точкой A: суммарная

производительность –

QA = Q1 + 2 = Q + Q2

суммарное давление –

суммарная мощность –

NA = N1+2 = N + N2

Рабочая точка каждого вентилятора будет определяться точкой A

Еслиработаеттолькоодинвентилятор(второйотключеншиберомили дроссель-клапаном), то его производительность будет несколько больше, чем при параллельном соединении, но работа его будет менее экономичной, и давление также будет меньше, чем при параллельной работе.

Параллельная работа вентиляторов эффективна при пологой харак-

теристике сети. При крутой характеристике сети параллельное подключениевтороговентиляторанеэффективно.Производительностьсовмес-

тно работающих вентиляторов мало отличается от производительности при работе одного вентилятора.

Построение суммарной характеристики вентиляторов с разными ха-

рактеристиками выполняется аналогично. Однако следует иметь в виду,

что при сильно отличающихся характеристиках вентиляторов возможна

отрицательная производительность вентилятора с меньшим развива

емым давлением, т.е. движение воздуха через него в обратном направлении (рис. 3.53). Направление вращения рабочего колеса при этом не изменяется, и вентилятор потребляет мощность. Суммарная производительностьвэтомслучаебудетменьшепроизводительностиодноговентилятора с большим развиваемым давлением Q2 < Q1+2

3.10.4. Последовательная работа вентиляторов

Последовательное включение двух или большего числа вентилято-

ров применяется тогда, когда давление, создаваемое одним нагнетате

лем, недостаточно для преодоления сопротивления сети

При последовательном включении одно и то же количество воздуха

Генеральный спонсор –127

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Рис. 3.52. Параллельная работа двух одинаковых вентиляторов

1, 2 – характеристики параллельно установленных вентиляторов

3 – характеристика совместной работы двух вентиляторов

Рис.3.53. Параллельная работа двух различных вентиляторов

1 – вентилятор 1; 2 – вентилятор 2; 3 – суммарная характеристика

или газа последовательно перемещается всеми вентиляторами, и дав

ление, необходимое для преодоления сопротивления всей сети, равно

сумме давлений, создаваемых каждым вентилятором. Для построения

суммарной характеристики давления вентиляторов нужно при любом

значении производительности суммировать значения соответствующе

го ей давления (рис. 3.54).

128Генеральный спонсор –

Источник: https://studfile.net/preview/2630568/page:18/

«Нельзя просто так взять и запараллелить источники напряжения»

Как подключить два вентилятора: параллельно или последовательно?

Не раз и не два мне попадались предложения типа «давайте включим два стабилизатора напряжения параллельно, если не хватает выходного тока одного». В том числе и здесь:
Тут — в авторском тексте о ПК Специалист (Spectrum) habr.

com/ru/post/247211 (в итоге — автор применил двухканальный импульсный источник питания).
Тут — в х habr.com/ru/post/400617/#comment_18002157
И тут — в х habr.com/ru/post/400381/#comment_17983821 Да тысячи их:

electronics.stackexchange.

com/questions/261537/dc-dc-boost-converter-in-parallel

forum.allaboutcircuits.com/threads/paralleling-lm317ts.16198
forum.arduino.cc/index.php?topic=65327.0 (обсуждение довольно показательное с точки зрения пренебрежения схемотехникой и энергосбережением мобильного робота).

Вспомнив немного ТОЭ и воспользовавшись симулятором TINA-TI, покажем несбыточность малую обоснованность надежд на благоприятный исход этого чита.

О параллельном соединении источников напряжения с точки зрения закона ома, правил кирхгофа и примкнувших к ним тоэ

Два источника напряжения (E1, E2) с внутренними сопротивлениями (Rвн1, Rвн2) работают на нагрузку (Rн). Составив и упростив 3 уравнения — получим:
Uн = Rн * (Rвн2*E1 + Rвн1*E2) / (Rвн1*Rвн2 + Rн*[Rвн1+Rвн2]);
I1 = (E1 — Uн) / Rвн1;
I2 = (E2 — Uн) / Rвн2. Беря номинал 3.3 В с разбалансом ЭДС в ± 0.

1% (3,303 и 3,297 В, соответственно), внутренние сопротивления 0,01 Ом и сопротивление нагрузки 3,3 Ом — получим токи 0,8 и 0,2 А соответственно (± 60% от ожидаемых 0.5 А) при напряжении на нагрузке 3,295 В.

Обратите внимание на величину исходного разбаланса — если не брать сверхточные и сверхстабильные источники опорного напряжения (стоимостью как крыло от вертолёта), она мало достижима в «вульгарной» микроэлектронике.

А чем качественнее наши источники напряжения (меньше их внутреннее сопротивление) и чем выше сопротивление нагрузки — тем больше будет разбаланс токов при прочих равных. Вооружась этой простой теорией — посмотрим пристальнее на внутреннюю структуру стабилизаторов напряжения.

О параллельном соединении стабилизаторов напряжения с точки зрения наличия в них обратной связи

Как известно, чуть более чем все современные стабилизаторы напряжения строятся как компенсационные — обратная связь отслеживает напряжение на выходе стабилизатора и поддерживает его постоянным либо меняя внутреннее сопротивление между входом и выходом, либо меняя соотношение замкнутого и разомкнутого состояний между входом и выходом. Из этого вытекает тот факт, что если подать на выход стабилизатора напряжение превышающее его выходное, то ОС должна будет отключить регулирующие элементы и данный стабилизатор выйдет из борьбы за жизнь нагрузки.

Не будем рассматривать здесь случаи линейного стабилизатора с push-pull выходом (используются как источники питания терминаторов DDR-памяти) и импульсных стабилизаторов с синхронным выпрямлением. Первые — должны, а вторые, теоретически, — могут пытаться снижать напряжение на своём выходе.

В случае применения импульсных стабилизаторов — можно рассмотреть и такие гипотетические вещи, как биение частот преобразования или их самосинхронизация… Но это выходит за рамки моих текущих интересов. Для закрытия теоретической части добавлю, что если кто-то предложит использовать внешнее тактирование импульсных стабилизаторов со сдвигом фаз, то Вы опоздали. Микропроцессоры Intel и AMD уже многие годы питаются от многофазных конвертеров, а если есть готовый двух- и более фазный контроллер, то городить внешнюю синхронизацию для отдельных стабилизаторов — бессмысленно. А теперь — перейдём к симуляции реальности.

О параллельном соединении стабилизаторов напряжения в симуляторе

Первый пример — вариация простенького линейного стабилизатора из app. note на регулируемый источник опорного напряжения типа 431.
Он применялся, например, в некоторых ранних блоках питания ATX для стабилизации напряжения 3.3 В. На сток регулирующего транзистора подавалось 5 В, а резистор в цепи затвора питался от 12 В.

Поскольку в симуляции нас не волнует КПД, то для простоты на входе один единственный источник питания. Также — с ходу я не нашёл средства внести погрешность в опорное напряжение TL431, кроме как добавить генератор напряжения G1 в цепь управляющего электрода.

Вот результат расчёта (меню «Анализ постоянного тока», раздел «Переходные характеристики»): Как видим — достаточно разбаланса опорных напряжений в 3 мВ, что-бы один из стабилизаторов превратился в тыкву. А это всего 0,12% от номинального, да ещё отнюдь не каждая 431 имеет точность лучше 0.5%.

Предложение «поставим в цепь обратной связи триммер и подгоним правильное деление тока нагрузки» я отметаю на том основании, что типичные подстроечные резисторы (Bourns и muRata, керметные, одно и многооборотные) — имеют вибростойкость до 1% (изменение зафиксированного отношения напряжений или сопротивлений после воздействия вибрации с ускорением 20..30 G).

Упомянутые в ссылках на зарубежные ресурсы пляски с последовательными резисторами на выходах стабилизаторов — я даже рассматривать не буду. Просто потому, что этим убивается то, для чего собственно и ставится стабилизатор напряжения — постоянство напряжения на нагрузке при изменении её тока потребления.

Потом я вспомнил, что на выходе обычно есть конденсаторы… Добавление на выходы конденсаторов по 1000 мкФ с ESR 100 мОм не внесло кардинальных отличий в результаты симуляции параллельной работы этих стабилизаторов (меню «Анализ переходных процессов»). Возможно, кто-то скажет: «Сработает ограничение по току у первого стабилизатора и второй тоже подключится».

Но очевидно, что даже если это произойдёт, то первый всё равно продолжит работать с перегрузкой, что не прибавит надёжности нашей системе. Вот пример работы пары LP2951 (максимальный ток нагрузки — 100 мА, ограничение тока в модели — около 160 мА) с общим током нагрузки около 180 мА.

Почему такое старье? Потому, что они есть у меня в удобном для втыкания в «бредовую борду» DIP'е и, если кто-то из читателей пожелает пойти путём Фомы, то я смогу измерить всё IRL.

Результаты симуляции (меню «Анализ переходных процессов»): Как видите — второй и не думает деятельно участвовать в спасении нагрузки от голода. А благодаря бóльшему коэффициенту усиления — выход из игры происходит при меньшем разбалансе. На этом — всё. Питайтесь правильно!

Вывод

Если максимальный выходной ток стабилизатора напряжения не обеспечивает потребности питаемой схемы, то есть только два выхода — заменить стабилизатор на модель с бóльшим выходным током или использовать схемотехническую балансировку выходных токов нескольких стабилизаторов. P.S. «Всякое лыко — в строку».

Во время подготовки статьи на глаза попалась широко растиражированная в документации на стабилизатор типа 1117 схема переключателя «батарея — сеть» с параллельным включением их выходов. К ней есть вопросы о практической применимости, но тему статьи она подтверждает чуть более, чем полностью.

Привожу фрагмент из документации фирмы «ON semiconductor», который снабжён текстовыми пояснениями:The 50 Ohm resistor that is in series with the ground pin of the upper regulator level shifts its output 300 mV higher than the lower regulator. This keeps the lower regulator off until the input source is removed.
P.P.S. Дописал вывод. Точнее — скопировал его из синопсиса.

Synopsis: You can't boost output current of weak voltage regulators by simple parallel connection. You must use tougest one or special schematic for properly current sharing.

  • Источники питания
  • схемотехника для чайников
  • ТОЭ

Источник: https://habr.com/post/440548/

Совместная работа вентиляторов в сети воздуховодов

Как подключить два вентилятора: параллельно или последовательно?

В тех случаях, когда нельзя подобрать один вентилятор, который обеспечивал бы заданные расход и давление воздуха в сети воздуховодов, прибегают к установке нескольких совместно работающих вентиляторов. Необходимость такого решения может возникнуть, например, если величины требующихся расхода или давления воздуха подвержены значительным колебаниям.

Как правило, совместная установка вентиляторов менее экономична, надежна и устойчива в эксплуатации и поэтому к такому решению следует прибегать лишь тогда, когда установка одного вентилятора исключается.

Совместная установка вентиляторов может быть параллельной и последовательной

Параллельное соединение вентиляторов дает возможность значительно увеличивать производительность при сохранении величины полного давления примерно такой же, как у одного вентилятора.

Последовательное соединение вентиляторов позволяет резко увеличивать давление, оставляя производительность приблизительно такой же, как у одного вентилятора.

На рис. 6.34 приведена схема параллельного соединения двух вентиляторов. Из схемы видно, что через каждый вентилятор проходит часть суммарного расхода, а начиная от места соединения воздухо-

Рис. 6.34. Схема параллельного соединения двух вентиляторов

Рис. 6.35. Параллельная работа двух одинаковых вентиляторов с равномерно падающими характеристиками:

1 и 2 – характеристики двух одинаковых вентиляторов; 1 + 2 – совместная характеристика этих же вентиляторов при параллельной работе; ALa – увеличение производительности при работе вентиляторов на сеть a; AL6 – увеличение производительности при работе вентиляторов на сеть 6 водов в сети перемещается расход воздуха, равный сумме произво- дительностей двух вентиляторов. Давление воздуха будет общее, причем такое же, как у каждого вентилятора. Поэтому при построении суммарной характеристики двух параллельно работающих вентиляторов надо складывать их производительности при одинаковых давлениях.

Максимальный эффект от параллельного соединения двух вентиляторов (рис. 6.35) наблюдается при работе вентиляторов на сеть воздуховодов с пологой характеристикой.

При этом наибольшей надежностью отличаются схемы с одинаковыми вентиляторами, имеющими равномерно падающие напорные характеристики. Если соединены разные вентиляторы, то часто возникает необходимость определения их характеристик не только в I, но и во II квадранте.

Как видим, даже при равномерно падающих характеристиках в этом случае может оказаться, что производительность двух вентиляторов при крутых характеристиках сети будет меньше произво
дительности одного вентилятора (рис. 6.36).

При параллельном соединении двух одинаковых вентиляторов, но имеющих горбатые седлообразные характеристики, может наблюдаться такое же явление (рис. 6.37).

Если при параллельном соединении вентиляторы на значительные участки сети воздуховодов работают не совместно, а самостоятельно, это необходимо учитывать при построении суммарной характеристики совместно работающих вентиляторов. Перед суммированием характеристик двух таких вентиляторов следует из ординат, представляющих собой полные давления при соответ-

Рис. 6.36. Параллельная работа двух вентиляторов с различными характеристиками:

1 н 2 – индивидуальные характеристики вентиляторов; 1 + 2 – совместная характеристика этих вентиляторов; а – характеристика сети; ?1+2 – производительность при работе на сеть двух вентиляторов; 12 – производительность при самостоятельной работе на сеть

Рис. 6.37. Параллельная работа двух одинаковых вентиляторов с горбатыми характеристиками: 1 и 2 – характеристики двух одинаковых вентиляторов; 1 + 2 – совместная характеристика вентиляторов

при параллельной работе; 11+2 – производительность при совместной работе; DLa – уменьшение производительности при совместной работе

второго вентилятора; ALa – уменьшение производительности при совместной работе вентиляторов на сеть

ствующих расходах, вычесть потери давления в упомянутых участках сети, или, иначе говоря, из характеристик вентиляторов вычесть характеристики тех участков, на которых вентиляторы работают самостоятельно, получить так называемые приведенные характеристики вентиляторов, а затем уже построить суммарную характеристику. На рис. 6.38 приведена схема такой установки и

Рис. 6.38. Построение суммарной характеристики двух параллельно работающих вентиляторов, имеющих самостоятельные участки сети

воздуховодов:

I – схема установки: оа – участок сети, на котором самостоятельно работает вентилятор об – участок сети, на котором самостоятельно работает вентилятор 2; ог – участок общей сети воздуховодов; II – построение суммарной характеристики; 1 ч2 – паспортные характеристики вентиляторов 1 и 2; оа и об – характеристики участков сети от а до о и от б до о; ог – характеристика общей части воздуховодов; 1 – (оа) и 2 -(об) – приведенные характеристики вентиляторов; 1 + 2 – (ао + об) – суммарная характеристика вентиляторов с учетом самостоятельной работы на участках ао и об показан порядок построения суммарной характеристики вентиляторов с учетом работы каждого из них на самостоятельные участки сети воздуховодов. Здесь рассмотрен наиболее простой случай, когда самостоятельные участки сети для двух одинаковых вентиляторов совершенно идентичны, а потери давления в них сравнительно невелики.

На практике применяются схемы, в которых один или оба вентилятора работают самостоятельно на участках сети, имеющих значительные сопротивления

При этом производительности вентиляторов могут существенно отличаться друг от друга. На рис. 6.39 приводятся

Рис. 6.39. Совместная работа вентиляторов в сети воздуховодов с большими самостоятельными участками:

I – схема установки; ДАо – давление в точке 0, равное потерям давления в общих участках; II – нахождение рабочей точки для вентилятора 1\ III – нахождение рабочей точки для вентилятора 2; IV – построение суммарной характеристики

схема и построение аэродинамических характеристик, иллюстрирующих этот случай.

При последовательном соединении вентиляторов (рис. 6.40), в отличие от параллельного, через каждый вентилятор проходит весь воздух, перемещающийся в сети воздуховодов. Поэтому при построении суммарной характеристики вентиляторов необходимо суммировать создаваемые ими давления при одинаковых производительностях (рис. 6.41).

Рис, 6.40. Последовательное соединение двух вентиляторов

Рис. 6.41. Построение суммарной характеристики двух разных вентиляторов при последовательной работе:

1 и 2 – индивидуальные характеристики вентиляторов; 1 + 2 – совместная характеристика этих вентиляторов

Как мы видели, при параллельном соединении вентиляторов существенное увеличение производительности наблюдается в случае присоединения к сетям воздуховодов с пологими характеристиками

Здесь, наоборот, увеличение создаваемого давления тем больше, чем круче характеристика сети (рис. 6.42). Если соединяются разные вентиляторы, необходимо знать их характеристики не только в но и в IV квадранте, так как давление, создаваемое двумя вентиляторами, может иногда оказаться меньше

Рис. 6.42. Работа двух последовательно соединенных вентиляторов с различными характеристиками сети воздуховодов:

1 н 2 – характеристики двух одинаковых вентиляторов; 1 + 2 – совместная характеристика этих вентиляторов; а и б – характеристики сети;

Ари – увеличение давления при последовательной работе вентиляторов на сеть а; Ар6 – увеличение давления при последовательной работе вентиляторов на сеть б

давления одного вентилятора (рис. 6.43).

Учет участков сети воздуховодов, на которых вентиляторы работают самостоятельно при последовательном соединении,производится с помощью тех же приемов, что и при параллельном соединении.

Рис. 6.43. Последовательная работа двух вентиляторов с разными характеристиками:

а – случай, когда Ар > 0; б – случай, когда Ар = 0; в – случай, когда Ар < 0

Для совместно работающих вентиляторов могут быть построены суммарные характеристики мощности в зависимости от общей производительности вентиляторов.

Однако в практических целях необходимо знать мощности, затрачиваемые каждым вентилятором в отдельности.

Эти мощности могут быть определены с помощью полной характеристики данного вентилятора в зависимости от его индивидуальной производительности.

:

Добавить статью в закладки

Источник: http://PortalEco.ru/ventiljacija-i-kondicionirovanie-vozduha/sovmestnaja-rabota-ventiljatorov-v-seti-vozduhovodov.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.