Работают безлопастные вентиляторы следующим образом. Воздух всасывается турбиной, которая приводится в действие с помощью электродвигателя, прямо в основание вентилятора, скапливается в его полости внутри рамы, после чего поток выходит из узкой щели металлического кольца и равномерно обходит по аэродинамическому профилю. При этом в центре кольца создается область низкого давления, которая втягивает и создает мощный непрерывный прямой поток воздуха, увеличенный на выходе в 15 раз. В целом весь процесс схож с работой реактивного двигателя самолетов.
Особенности безлопастных вентиляторов:
Безопасность - одним из самых главных преимуществ таких вентиляторов является полная безопасность. В обычных вентиляторах, несмотря на защищающие решетки, все же есть высокая вероятность получить травму как у ребенка, так и у животных.
Альтернатива кондиционерам - безлопастные вентиляторы стали серьезным конкурентом кондиционерам. Ведь, например, от такого вентилятора нельзя простудиться или установка не связана ни с какими трудностями.
Низкое энергопотребление - у новинок среди безлопастных вентиляторов энергопотребление на 98% меньше, чем у обычных, при этом объём движущегося воздуха примерно в 10-20 раз больше.
Легко проводить уборку – нет решетки и труднодоступных частей, поэтому уборку проводить очень легко и она совершенно не займет много времени.
Дизайн и стиль - безлопастные вентиляторы можно найти в разном цветовом и корпусном исполнении, который впишется в любой интерьер как дома, так и .
Малошумный – работа безлопастного вентилятора практически бесшумна, поэтому его можно использовать даже ночью.
Большая площадь обдува - напольные модели создают плотный и непрерывный поток воздуха в отличие от обычных лопастных вентиляторов, где воздух просто разгоняется и поступает неравномерными рывками на короткое расстояние.
Удобство в управлении - большинство безлопастных вентиляторов оснащены дистанционным управлением, в комплект которых входит пульт для управления регулировки воздушного потока, режима вращения или включения-выключения, не вставая с места. К тому же некоторые модели имеют возможность примагничивания дистанционного пульта к корпусу аппарата, что снижает риск потери пульта.
Дополнительные функции - некоторые из моделей обладают дополнительными функциями, например, ионизировать или подогревать воздух, увлажнять, очищать.
Также следует отметить, что безлопастные вентиляторы бывают как в напольном, так и настольном исполнении.
В современном мире не обойтись без бытовых приборов. Они призваны сделать нашу жизнь комфортной и более легкой. Многие из таких «помогающих» средств не изменяются на протяжении нескольких десятилетий.
То же самое можно сказать и про обычные вентиляторы. Однако мир современной бытовой техники активно развивается. В 2009 году изобретатель Джеймс Дайсон изобрел вентилятор без лопастей, который назвал Dyson Air Multiplier.
Его конструкция состоит из вертикальной подставки, внутри которой находится электродвигатель. На подставке размещается аэродинамическое кольцо, которое может иметь разную форму (круга, сердца, овала, ромба и т.д.). На аэродинамическом кольце размещено специальное сечение с отверстиями.
Как работает безлопастной вентилятор?
Если вы собираетесь приобрести безлопастной вентилятор, то наверняка вам интересно будет узнать, каков его принцип работы. Он использует технологию «воздушного множителя», в результате чего втянутый воздух усиливается в 15-18 раз.
Устройство безлопастного вентилятора состоит в том, что находящийся внутри подставки электрический двигатель начинает вращаться со скоростью 140000 оборотов в минуту. Воздух при этом затягивается через узкую внешнюю щель, которая расположена на корпусе аэродинамического кольца. Через другую щель воздух выталкивается со скоростью примерно 90 километров в час.
Плюсы и минусы безлопастного вентилятора
Как и всякое современное устройство безлопастной вентилятор имеет ряд достоинств:
- быстрая сборка;
- безопасность использования;
- экономичность;
- постоянный и плавный поток воздуха;
- наличие дистанционного пульта управления;
- светодиодная подсветка, имеющаяся у большинства моделей, способна заменить ночник;
- встроенная функция автоматического вращения вентилятора;
- возможность регулировки скорости воздушного потока при помощи реостата;
- щетки, находящиеся во внутренней части корпуса вентилятора сделаны из магнитного сплава, исключающего накопление угольной пыли;
- оригинальный дизайн.
Ухаживать за таким вентилятором проще простого: достаточно периодически протирать внутреннюю часть аэродинамического кольца влажной тряпкой.
Есть у безлопастного вентилятора и недостатки:
- высокая цена;
- сильный шум из-за работы реостата.
Виды безлопастных вентиляторов
Всего различают два вида:
- напольный;
- настольный.
Напольный безлопастной вентилятор
Для охлаждения помещения большой площади может потребоваться более мощный вентилятор. В таком случае стоит обратить внимание на напольный вентилятор без лопастей. Особенностью такой модели вентилятора является то, что он способен не только охлаждать воздух, но и нагревать его, то есть выполнять функцию .
А поскольку в его конструкции отсутствуют лопасти, то такая модель вентилятора является абсолютно безопасной. Это особенно важно, если возникла необходимость поместить вентилятор в . В таком случае можно не переживать за то, что ребенок нечаянно может пораниться.
Настольный безлопастной вентилятор
Благодаря своим компактным размерам, безлопастной вентилятор можно разместить у себя на столе. Таким образом, он позволит создать комфортную обстановку возле вашего рабочего места.
Если вы случайно уронили на пол вентилятор без лопастей, то в этом нет ничего страшного: он будет работать в прежнем режиме. Прочный корпус, выполненный из ударопрочного пластика, способен выдержать любые удары и падения.
Если у вас возникла необходимость приобрести вентилятор, то следует обратить внимание на модель без лопастей. Простота эксплуатации, удобство и безопасность использования, наличие постоянного потока воздуха, который можно регулировать – вот те показатели, за которые можно простить безлопастному вентилятору столь высокую на него цену.
Обилие климатической техники, представленной на отечественном рынке, предоставляет современному потребителю право выбора практически любого аппарата, обладающего необходимыми функциями для создания благоприятного микроклимата в помещении. Но, несмотря на это, наиболее востребованным климатическим прибором был и есть вентилятор.
Современная промышленность предлагает огромное количество вентиляторов, отличающихся друг от друга внешним видом, способом установки и функционалом. Но некоторые аппараты способны удивить даже видавших виды специалистов. Речь идет о безлопастных вентиляторах, которые для создания воздушного потока используют совершенно отличный от обычных вентиляторов принцип работы. О том, что собой представляет и как работает безлопастной вентилятор и пойдет речь в этой публикации. Кроме этого, будет сделан краткий обзор нескольких наиболее популярных моделей.
Конструкция и принцип действия устройства
Внешне, вентилятор такого типа напоминает телевизионную антенну или украшение интерьера — никаких движущихся частей нет.
Принцип действия безлопастного вентилятора основан на технологии «воздушного множителя».
- Воздух, выбрасываемый из сопла с большой скоростью, вовлекает в движение другие воздушные массы, за счет создавшегося вокруг сопла вакуума.
- Создается устойчивый воздушный поток, только усиленный в несколько раз. Этот несколько модифицированный принцип и был использован Джеймсом Дайсоном, при разработке вентилятора, который не имеет лопастей.
Устройство безлопастного вентилятора крайне простое и эффективное.
- Аппарат состоит из рамки и основания-подставки, в которую вмонтирована высокоскоростная турбина.
- Через щели она затягивает воздух и подает его в рамку, форма сечения которого напоминает профиль крыла самолета.
- Воздушное кольцо может быть как круглой, так и овальной формы.
Проходя через кольцо и раскручиваясь, воздух увеличивает скорость движения более чем в 15 раз, после чего выбрасывается через узкую щель, расположенную по всему периметру рамки. На выходе из нее, скорость воздуха может достигать 85-90 км/ч, что создает разряжение в воздушном кольце, пространство которого моментально заполняется воздухом. Именно этот эффект создает мощный и непрерывный воздушный поток, который в сумме с вовлеченным воздухом может двигаться со скоростью 30-35 км/ч.
Вентиляторы давно являются доступными и эффективными приборами, помогающими поддерживать нужный микроклимат в квартире или офисе. От давления, температуры, относительной влажности, скорости воздушного потока такого устройства будет зависеть здоровье, самочувствие и работоспособность находящихся в помещении людей.
Устройство прибора
Самым простым устройством для принудительной циркуляции воздуха в помещении является вентилятор – крыльчатка с лопастями, насаженная на вал двигателя без редуктора. У всех вентиляторов с открытыми лопастями есть очень неприятный «побочный эффект» – шум, возникающий за счет резкого изменения скорости и направления движения воздушного потока на лопастях. На низких оборотах звук напоминает гул низко летящего самолета, на высоких – свист.
Известный английский ученый Джеймс Дайсон долгое время работал над созданием устройства для конвекции воздуха в помещении, которое работает без шума и сквозняков. Он опробовал идею Николы Тесла по ускорению воздушного потока при помощи высокочастотного электрического поля высокого напряжения. Вскоре ученый отказался от этой идеи – высокое напряжение требовало хорошей изоляции и создавало ядовитые окислы азота и металлов за счет тлеющего разряда между электродами.
Вторая идея, которую опробовал Дайсон, была его собственной. Он хотел создать вентилятор без главного недостатка – повышенного шума при работе, возникающего от резкого изменения скорости и направления потока воздуха. Корпус вентилятора, напоминающий в профиле крыло самолета, ученый сделал в форме кольца со щелевидной прорезью для выхода воздуха по окружности. Высокооборотная воздушная турбина без лопастей, по конструкции напоминающая водяную мельницу, расположена внизу корпуса. Она засасывает воздух через щели и подает его на вторую турбину высокого давления, расположенную вверху около кольца. Сжатый воздух с большой скоростью выходит через узкую прорезь в пластиковом кольце.
Падение давления при выходе воздуха через щель, напоминающую в профиле крыло самолета, закручивает спиралью окружающий воздух. Мощная воздушная спираль, похожая на большой бублик, движется вперед вдоль оси кольца, интенсивно увлекая за собой окружающий воздух по закону Бернулли и создавая вокруг себя зону турбулентности.
Конструкция турбины безлопастного вентилятора защищена патентом , поэтому описать в деталях устройство главного узла безлопастного вентилятора, не представляется возможным. По информации из открытых источников известно, что турбина вентилятора использует технологию Air Multiplier. По данным независимой экспертизы тип безлопастного вентилятора является одним из самых тихих и экономичных. Он сертифицирован ISO.
Принцип действия
Работа настольного безлопастного вентилятора основана на принципе центробежной воздушной турбины. В процессе работы возникает мягкий воздушный поток, который комфортно охлаждает воздух в летний зной. Скорость и распределение потока не создают сквозняков. Воздух засасывается в устройство через узкие прорези при помощи безлопастной крыльчатки, насаженной на вал высокооборотного двигателя без редуктора. По конструкции крыльчатка напоминает газовую турбину.
Для уменьшения шума всасываемый воздух проходит через камеру Гемгольца , которая за счет обратного резонанса поглощает шум. Далее воздух подается по трубке к кольцу со щелевым отверстием по периметру, которое в поперечном сечении напоминает самолетное крыло. На выходе воздух образует ламинарный поток, который благодаря аэродинамическому профилю щелевого отверстия вытекает с большой скоростью, вызывая падение давления в зоне скоростного воздушного потока.
По закону Бернулли перепад давления в зоне скоростного потока увлекает за собой окружающий воздух, почти в пятнадцать раз увеличивая движущуюся с большой скоростью массу. Воздействие безлопастного вентилятора на микроклимат в помещении можно многократно усилить, если резервуар в корпусе заполнить водой или перед вентилятором по направлению движения воздуха поставить простейший ультразвуковой увлажнитель. Температура воздуха понижается при этом на 3-5°C. Если требуется более интенсивное охлаждение, резервуар вместо воды можно заполнить:
- сухим льдом (t – 78,5°C);
- смесью льда с солью (23,1% NaCl, 76,9% льда, t – 21,2°C);
- смесью льда с хлоридом кальция (29,9% CaCl2, 70,1% льда, t – 55°С).
В следующем году фирма Exhale Fans начинает выпуск потолочной модели безлопастного вентилятора разработчика Ника Хайнера. Потолочное расположение вентилятора обеспечивает более правильное распределение прохладного воздуха вдоль стен нисходящими потоками. По сравнению с напольной моделью инновационный вентилятор исключает возникновение турбулентных потоков воздуха и сквозняков, а также не занимает лишнее место на полу.
Достоинства и недостатки
Безлопастные вентиляторы, как и другие модели, имеют ряд достоинств и недостатков. Достоинства:
- нет открытых движущихся частей, это обеспечивает безопасность детей и животных;
- не пересушивают воздух;
- не требуют обслуживания.
Недостатки:
- шум во время работы около 40 децибел;
- сравнительно высокая цена;
- непрочная конструкция корпуса.
Виды безлопастных вентиляторов
Настольный вентилятор позволяет подавать свежий воздух на рабочее место, охлаждать мощную компьютерную технику, горячие блюда и напитки, проводить ароматерапию в домашних условиях. Его можно легко переносить с одного места на другое. Напольный вентилятор предназначен для установки на полу. Высокая мощность и скорость воздушного потока дают возможность обеспечить комфортные условия в отдельной комнате, офисе или квартире. Незначительное увеличение шума устраняется удалением устройства от человека. Форма и параметры вентилятора позволяют полностью заменить воздух в комнате за несколько часов.
Портативный вентилятор можно использовать на пляже, в туристическом походе , пещерах, пустыне, палатке, поезде, автомобиле, на яхте в открытом море. Большинство портативных моделей питаются от встроенного аккумулятора, USB-порта компьютера, более дорогие – от солнечных батарей. Их главные преимущества – небольшой вес и размеры, энергетическая автономность. Особое место среди портативных моделей занимают автомобильные безлопастные вентиляторы с питанием от сети автомобиля 12V. Они намного дешевле автомобильных кондиционеров, позволяют быстро проветрить салон автомобиля, удалить запахи бензина, дизельного топлива, автомобильной эмали, синтетического клея и грунтовки.
Как выбрать?
Прежде всего, нужно определить место для установки вентилятора:
- на рабочем столе;
- на потолке;
- на полу в помещении;
- переносной или портативный;
- в салоне автомобиля.
В офисах лучше всего использовать настольные или напольные модели компании Dyson. Они предназначены для помещений, где работают люди, и полностью соответствуют требованиям ISO. Внутри корпуса вентилятора находятся:
- высокооборотная центробежная турбина;
- электростатический генератор аэроионов озона О3;
- элемент Пельтье для обогрева (охлаждения) воздуха;
- ультразвуковой излучатель для распыления воды.
Безлопастные вентиляторы Dyson могут служить адекватной заменой кондиционера, ионизатора, при объеме помещения до 40 куб. м.
Уход и обслуживание
Вентиляторы безлопастные долговечны, они не требуют специального ухода и обслуживания. Как и все бытовые электроприборы, их нельзя включать при попадании влаги внутрь корпуса или в помещениях с относительной влажностью воздуха выше 85%. Перед первым включением в новом месте нужно проверить напряжение в розетке (220V). Ремонтировать изделие может только квалифицированный персонал с группой допуска не ниже IV. Заполнение внутреннего резервуара водой можно производить только после отключения вентилятора от сети. Если устройство упало с большой высоты, перед включением его должен осмотреть специалист. Это нужно сделать даже тогда, когда вентилятор после падения работает и на корпусе нет видимых трещин и сколов.
Можно ли сделать своими руками?
Для сборки вентилятора своими руками нужно иметь навыки слесарных и электромонтажных работ, а также приобрести в магазине все необходимые детали. Для безлопастного вентилятора нужно приобрести:
- трубы из ПВХ различных диаметров;
- слесарную ножовку;
- линейку или рулетку строительную;
- грифельный карандаш или маркер;
- шкурку «нулевку»;
- пищевой контейнер из пластика для еды;
- нож с острым лезвием;
- ленту изоляционную;
- перфоратор и сверла в наборе;
- коронку для работы по дереву;
- универсальный клей;
- кусок стекловолокна для утепления окон;
- лобзик электрический;
- нитроэмаль в аэрозольном баллончике;
- ленту светодиодную;
- электрический паяльник 220V;
В этом уроке мы сделаем безлопастной вентилятор, используя трубки из ПВХ, пластиковый контейнер и лист стекловолокна.
За данный проект отдельное спасибо ребятам с канала DYI King на Youtube, которые вдохновились созданием безопасного вентилятора. Но самое приятное в этом безлопастном вентиляторе то, что, в отличие от большинства самодельных вентиляторов, проект не требует использовать 3D-печать, а итоговая стоимость может составить менее 10 долларов США.
Ниже на видео вы можно увидеть весь процесс создания вентилятора.
Шаг 1. Инструменты и материалы
Инструменты и материалы, необходимые для этого проекта, очень легко собрать и все они на фото выше. Основное для этого проекта - это набор труб из ПВХ диаметром 6,5 и 3,5 дюйма, пластиковый контейнер или чаша и лист из стекловолокна толщиной 3 мм.
Нет необходимости в 3D-принтере, как это используется в большинстве проектов самодельных вентиляторов. Более того, мы использовали торцовочную пилу, чтобы сделать большую часть надрезов, поскольку она сделала работу более точной и легкой, когда ту же работу можно выполнить с помощью ручной пилы и некоторого терпения, но тогда будут нужны дорогие инструменты, чтобы сделать аккуратный безлопастный вентилятор.
Шаг 2. Рабочий принцип
В отличие от названия устройства, представляющего собой вентилятор без лопастей, у этой штуки на самом деле достаточно высокоскоростная лопасть внутри основного корпуса. Принцип действия такого вентилятора вы можете увидеть на рисунке выше.
Кроме того, вентилятор без лопастей обеспечивает закрытое управление лопастями, а затем поток воздуха направляется через закрытое канальное тело, повторяя структуру обычного корпуса вентилятора с отсутствием лопастей. Этот дизайн предлагает отличный уровень защиты для детей.
Шаг 3. Делаем основной корпус
Для начала нужно сделать основной корпус и для этого можно использовать трубу из ПВХ. Основное выходное отверстие выполнено из ПВХ-трубы диаметром 6 дюймов, которая имеет ширину 4 дюйма, чтобы образовать внешний кожух выхода воздуха.
Чтобы сформировать воздушный карман внутри основного воздуховыпускного отверстия, мы используем чашу конической формы, которая идеально подходит для 6-дюймовой трубы из ПВХ, а ее воротник сидит на краях трубы - см. фото выше. Отрезаем чашу на 1 дюйм выше ее дна, чтобы она образовала красивый конический воротник внутри основного выпускного кожуха, который позволяет воздуху равномерно вращаться внутри выходной полости, прежде чем покинуть ее.
Шаг 4. Внутренний кожух и основа
Внутренний хомут для выхода воздуха изготовлен из ПВХ трубы диаметром 5 дюймов. Эта труба образует узкое отверстие шириной почти 0,5 дюйма для равномерного распределения воздуха из полости/выхода воздуха. Три части, а именно наружная 6-дюймовая ПВХ-труба, конический внутренний корпус, изготовленный из пластиковой чаши, и внутренний хомут, выполненный из 5-дюймовой ПВХ-трубы, вместе образуют корпус для выпуска воздуха.
Чтобы сформировать основу, используем 3,5-дюймовую трубу из ПВХ, обрезанную до высоты 5 дюймов. Чтобы основание идеально подходило к корпусу воздуховыпускного отверстия, обрезаем один конец базовой трубы в изогнутой форме (изгиб режем по заранее наклеенной изоленте), а контур обозначаем 6-дюймовой трубой из ПВХ. Затем труба разрезается с помощью лобзика, а затем шлифуется наждачной бумагой, чтобы идеально подходить к внешней 6-дюймовой трубе без каких-либо зазоров между ними.
Шаг 5. Отверстие для забора воздуха
Перед приклеиванием основания к основному корпусу сверлим отверстие диаметром 3 дюйма в 6-дюймовой ПВХ-трубе, которое будет проходом для входа воздуха в основной корпус и далее в выходное отверстие. Отверстие сделано с помощью кольцевой пилы.
Затем основание приклеивается к внешней части воздуховыпускного отверстия с помощью суперклея. Поскольку базовая труба имеет идеальную форму, чтобы находиться на 6-дюймовой трубе из ПВХ, суперклей делает очень прочное соединение между двумя деталями.
Шаг 6. Кольцо выхода воздуха
Кольцо для выхода воздуха выполнено из листового стекловолокна толщиной 3 мм, которое служит соединением между внутренней половиной и внешней половиной основного выхода воздуха. Кольцо изготовлено с помощью лобзика.
Шаг 7. Рисование
Поскольку большинство частей корпуса безлопастного вентилятора готовы, нужно их покрасить, чтобы они выглядели аккуратно и безупречно. Красим все белым, используя аэрозольную краску, за исключением кольца из стекловолокна, которое защищено от краски с помощью изоленты.
Конечный результат очень хорош, а синий стекловолоконный лист просто фантастически выглядит на безупречном белом фоне.
Шаг 8. Светодиодная лента
Чтобы сделать дизайн более привлекательным и элегантным добавляем светодиодную ленту 12 В на внутренней стороне воздуховыпускного отверстия в конце, где лист стекловолокна будет приклеен к внутренней втулке выхода воздуха. Световая полоса обрезается до необходимой длины. Лента имеет липкую сторону и крепится при удалении защитного покрытия с задней стороны ленты, а затем прилипает к корпусу из ПВХ.
Когда включается вентилятор, светодиодная лента освещает заднюю часть воздуховыпускного отверстия и, таким образом, производит очень крутой визуальный эффект, распространяя синий свет.
Шаг 9. Склеивание всех деталей
Когда краска высохла, склеиваем все части вместе, чтобы сформировать основную часть нашего безлопастного вентилятора, используя супер клей, который, кажется, крепко всё держит.
Шаг 10. Монтаж вентилятора
За каждым безлопастным вентилятором стоит вентилятор с лопастями. Таким образом, чтобы привести в действие наш вентилятор, нужно использовать высокоскоростной вентилятор 12 В постоянного тока, который можно взять от старого компьютера. Более конкретно, в уроке вентилятор от сервера, который намного мощнее, чем обычный вентилятор от ПК. Поэтому настоятельно рекомендуем использовать этот тип вентилятора.
Вентилятор установлен внутри основания непосредственно под корпусом воздуховыпускного отверстия с помощью четырех шурупов для дерева, чтобы надежно удерживать вентилятор на месте. Вентилятор установлен таким образом, чтобы нагнетать воздух вверх, и, таким образом, нам нужно, чтобы вентилятор был достаточно устойчив.
Шаг 11. Воздухозаборник
Пара воздухозаборников выполнена чуть ниже серверного вентилятора с обеих сторон базовой трубы, т.е. трубы основания. Эти впускные отверстия позволяют воздуху всасываться внутрь основания.
Чтобы кто-то случайно не поранил пальцы, вставив их в основание вентилятора, приклеиваем металлическую сетку на обоих отверстиях. Сетка сначала окрашивается в черный матовый цвет, а затем приклеивается внутри основания с помощью горячего клея.
