С наступлением жары мы вспоминаем о вентиляторах, самых простых и доступных изобретениях человека для освежения воздуха. Классическая конструкция вентилятора состоит из движка, на вал которого закреплена крыльчатка с множеством лопастей. Во время работы вентилятора воздух засасывается с тыльной его стороны, и проходя через лопасти с увеличенной скоростью выталкивается вперед, создавая эффект охлаждения и свежести.
Обычный вентилятор имеет ряд недостатков: шум и вибрация от лопастей, которые собирают на себя пыль и загрязнение воздуха. Для того чтобы их очистить, необходимо снимать защитную решетку. Скорость таких вентиляторов регулируется всего в нескольких режимах, а настроить ракурс обдува и вовсе бывает затруднительно.
Предлагаемое нами альтернативное устройство лишено этих недостатков. Эту разработку придумали инженеры компании Dyson, представив практически революционное решение в области вентиляции воздуха. Благодаря им мир узнал, что такое безлопастный вентилятор. И сегодня мы будем собирать его в домашних условиях.
Принцип работы безлопастного вентилятора
Основным отличием безлопастного вентилятора от обычного является измененное направление выталкиваемого потока воздуха. Достигается это за счет того, что двигатель с крыльчаткой размещены вертикально и спрятаны в основании, которое оборудовано решетками. Через них потоки воздуха проходят в рамку, размещенную над основанием и снабженную щелями по периметру для осуществления вентиляции.Материалы, инструменты для безлопастного вентилятора
Для сборки этого ультрасовременного бытового гаджета нам понадобятся следующие материалы:- Отрезки ПВХ труб диаметром 150, 125, 90 мм;
- Быстросохнущий клей для пластмассы, типа суперклей;
- Небольшой отрезок оргстекла или плексигласа синего цвета;
- Серверный кулер YW880, ширина рамки-60 мм;
- Краска аэрозольная белая, 1 баллон;
- Отрезок мягкой металлической сетки с ячейками около 10 мм;
- Плата реостатного контроля скорости, тумблер;
- Припой, флюс, термокембрики, саморезы;
- Отрезок светодиодной ленты, длина - около 50 см;
- Блок питания (адаптер) на 12V/2 А;
- Изолента.
- Торцовочная пила или болгарка (УШМ) для обрезки патрубков из ПВХ труб;
- Лобзик для обрезки кривых линий;
- Дрель или шуруповерт с фрезой-коронкой на 50-60 мм;
- Набор сверл различного диаметра;
- Паяльник, отвертка, ножницы, плоскогубцы, термоклеевой пистолет;
- Малярный нож.
Порядок проведения работ
Готовим пластиковые патрубки
Берем отрезок ПВХ трубы диаметром 150мм и торцуем его, выравнивая края. Отмечаем фрагмент длиной около 100мм, и делаем отрез торцовочной пилой или болгаркой (УШМ).
Края всех патрубков необходимо обрабатывать наждачной бумагой, чтобы избежать заусенцев, неровностей и улучшить подгонку краев для клеевого соединения.
Следующим шагом будет подбор пластикового контейнера, который будет плотно насаживаться на наш отрезок трубы. Малярным ножом срезаем у него донышко, и с помощью суперклея закрепляем его на вершине патрубка.
Затем берем трубу диаметром 125мм, и отрезаем от нее патрубок длиной 90мм.
Следующей будет труба диаметром 90мм, которую мы также обрезаем, как и две предыдущие. Это основание нашего вентилятора. Длина отрезка – 120-130мм.
Базовые пластиковые детали готовы. Можно проверить как они будут сочетаться друг с другом, расставив их по своим местам.
Рамка вентилятора, садится на основание перпендикулярно, поэтому патрубок на 90мм необходимо слегка подготовить, обрезав его край соответственно окружности рамки. Размечаем его карандашом, обрезать можно лобзиком или той же болгаркой.
Неровности криволинейного реза можно загладить наждачкой, удалив заодно заусенцы.
С помощью корончатой фрезы диаметром 50-60мм, дрелью или шуруповертом проделываем сквозное отверстие посередине самого большого патрубка. Оно позволит потоку воздуха проходить через основание в нашу рамку. На суперклей закрепляем наше основание.
Для того чтобы замкнуть рамку вентилятора, состоящую из двух отрезков трубы разного диаметра, на меньшем из них с одного торца наклеивается заглушка. Ее делаем из листа оргстекла или плексигласа синего цвета.
Разметив сначала большую окружность, а затем меньшую, отрезаем кольцо заглушки.
Теперь ее можно посадить на суперклей к меньшему патрубку рамки.
Используя аэрозольную краску белого цвета и изоленту в качестве малярного скотча для оргстекла, прокрашиваем пластиковые детали нашего вентилятора.
После того как краска высохла, можно приклеить отрез светодиодной ленты на патрубок большего размера со стороны заглушки. Не забываем сразу пропаять контакты для светодиодной подсветки, и выводим их в основание.
Закрепляем оба патрубка нашей рамки на суперклей.
Электрическая часть
Начинаем подготавливать электрическую начинку нашего вентилятора, распаивая контакты кулера. Провода лучше взять с запасом чтобы удобно было ими работать при подключении контрольной платы и тумблера.
Паяльником можно сделать крепежные отверстия, чтобы надежно закрепить кулер в корпусе основания.
Закрепляем кулер, и просверливаем вентиляционные два отверстия в основании друг напротив друга. Сделать это можно той же корончатой фрезой.
Закрываем эти отверстия фрагментами металлической сетки, предварительно нарезанной по размеру.
Приклеиваем фрагменты сетки термоклеевым пистолетом.
Распаиваем контакты тумблера и гнезда питания. Оголенные контакты закрываем термоусадочными кембриками, прогревая их зажигалкой.
Теперь можно проделать отверстия для тумблера и гнезда питания, и закрепить их на корпусе основания вентилятора.
Как действует обычный вентилятор, состоящий из оси и лопастей, известно многим. Но появившийся не так давно на рынке безлопастной вентилятор постепенно начинает завоевывать симпатии потребителей. «Что же это за прибор? Как он может нагнетать воздух, если нет лопастей? Наверное, это слишком сложное устройство», − скажут многие.
Как возможно сделать перемещение воздуха без лопастей
Как работает безлопастной вентилятор? Какие сложные технологии используются во время перегонки воздушных масс?
На самом деле принцип работы довольно прост. Он основан на законе физики, в котором говорится о разнице давления внутри и снаружи воздушного потока и о естественном стремлении среды выровнять баланс, направляя воздушные потоки к области с низким давлением.
Именно такой принцип действия заложен в работе безлопастного устройства, способного за короткий срок охладить большую площадь помещения. Этот прибор состоит из:
- круглой или овальной рамки с небольшим отверстием для втягивания воздуха;
- основания, на котором прочно зафиксирована рамка (основание может дополнительно оснащаться рамой для крепления к горизонтальным поверхностям);
- мини-турбины, закрепленной внутри рамки;
- небольшого моторчика, расположенного у основания прибора.
Вентилятор без лопастей работает так:
- При включении мотора приводится в действие турбина, установленная внутри рамки.
- При вращении мини-турбины происходит втягивание воздуха через специальное отверстие на рамке.
- Воздушная среда под воздействием турбулентности получает ускорение и выбрасывается через выходную рамочную щель.
- Выброшенный поток создает вакуум внутри рамки, куда снова устремляется воздух для заполнения пустот.
Энергия при работе прибора в основном нужна при раскручивании турбины, остальные физические процессы почти не требуют энергетических затрат. Это способствует тому, что безлопастной мини-вентилятор можно подключать даже к маломощным источникам питания, например, автомобильному прикуривателю.
Области использования
Вентилятор без лопастей можно установить везде. Это может быть:
Преимущества
Турбулентный воздуходув, в отличие от своего лопастного «коллеги», обладает целым рядом преимуществ:
Недостатки
Человечество еще не изобрело прибор, обладающий только достоинствами и не имеющий недостатков, но уже близко к этому. У аппаратуры без лопастей имеются только условные недостатки:
- Шум и вибрация. Турбина работает бесшумно, но проходящий через рамочное кольцо атмосферный поток вызывает гул и вибрацию.
- Высокая цена по сравнению с обычными вентилирующими аппаратами. Но и тут следует вспомнить, что конструкция обладает свойствами кондиционеров, но намного дешевле их.
Стоимость
По ценовому сравнению с лопастными конструкциями безлопастные проигрывают – слишком уж дорогие (до 20-30 тысяч рублей).
Безлопастной агрегат по эффективности приравнивается к кондиционерам средней мощности, но стоит намного дешевле их. Но, в отличие от традиционных вентилирующих устройств, он не только приводит в движение воздушные массы, но и дополнительно охлаждает их. Он не нуждается в специализированном монтаже, как кондиционер.
Самостоятельное изготовление устройства
При появлении очередной новинки многие умельцы сразу задумываются, как изготовить подобное своими руками. Возможно ли это?
Вроде бы ничего сложного, можно раздобыть все необходимые составляющие, но, к сожалению, это не совсем так. Даже зная принцип действия, и имея все нужные составляющие детали, просто собрать прибор своими руками не получится.
Почему? Да потому что, кроме необходимых деталей, необходимо знать размеры воздухопропускающего кольца, мощность турбины и двигателя, а также рассчитать размер отверстия для атмосферного притока, турбулентность и скорость потока на выходе.
Сложно? Наверное, если есть друзья-физики, способные рассчитать необходимые размеры, такой приборчик будет легко сделать своими руками, а просто имея под рукой необходимые подручные материалы, не получится.
Безопасные вентилирующие устройства без лопастей удобны, практичны, безопасны и отличаются стильным дизайном. Постепенно они теснят на рынке бытовых приборов своих лопастных «коллег», завоевывая симпатии покупателей.
Безлопастной вентилятор обеспечивает здоровый микроклимат в помещении в самую жаркую погоду, что крайне положительно отражается на повышении продуктивности труда офисных работников. Помимо прочего, подобный агрегат способен стать настоящим украшением интерьера.
Безлопастной вентилятор - принцип действия
Как функционирует инновационное изобретение? Принцип кондиционирования обеспечивается прохождением потоков воздуха через специальное кольцо, которое отличается неровной формой. Выполнена конструктивная деталь согласно законам аэродинамики, которые актуальны при разработке закрылков авиационной техники.
В основании безлопастной вентилятор содержит отверстия, которые служат для всасывания воздуха в помещение. При помощи турбины поток распространяется по форме кольца, во внутренней части которого создается зона отрицательного давления. В результате - воздух равномерно выбрасывается из устройства усиленной струей. Именно этим потоком и наслаждается пользователь, используя безлопастный вентилятор.
Учитывая то, что безлопастной вентилятор, цена которого на российском рынке составляет от 5000 до 25 000 рублей и более, включает в себя сотни различных моделей, потребителю порой трудно определиться с подходящим вариантом. Поэтому стоит относиться к подбору такого климатического оборудования, исходя из личных потребностей, обращая внимание на следующие параметры.
Радиус кольца
Данный показатель, наряду с интенсивностью и мощностью циркуляции воздушного потока, сказывается на эффективности применения безлопастного вентилятора в том или ином помещении. Выбор агрегата с крупным кольцом способствует более качественной вентиляции.
Мощность
От параметра мощности зависит расход потребляемой энергии, качество воздухообмена, но также уровень шумов. Производительность выступает некритичным показателем при необходимости кондиционирования воздуха в жилых помещениях. Однако для крупных офисов подходит лишь по-настоящему мощный безлопастной вентилятор. Несмотря на достаточно громкую работу, высокая эффективность полностью оправдает подобный недостаток.
Воздухообмен
Для вентиляторов, которые приобретаются для обслуживания объемных помещений, данный показатель должен составлять порядка 250 м 3 /час. Отдавая предпочтение бюджетным моделям, придется расплачиваться тем, что воздух попросту не будет циркулировать в углах офиса.
Поворот кольца
Как и лопастные модели, климатические приборы данной категории способны осуществлять вращение рабочей части по отношению к оси, что способствует увеличению вентилируемой площади. Большинство моделей, которые пользуются спросом на рынке, обладают углом поворота кольца до 90 о. Однако при желании можно приобрести агрегат, в котором представленный показатель на порядок больше, другими словами - вплоть до 360 о.
Количество скоростей
Отдавая предпочтение модели с возможностью широкой настройки параметров, можно добиться высочайшего уровня комфорта при нахождении в помещении. Плавная регулировка силы воздушных потоков дает возможность персоналу чувствовать себя максимально уютно в любом уголке, куда будет поступать прохлада.
В итоге
Когда возникает потребность в нахождении достойной альтернативы громоздкому и дорогостоящему кондиционеру, стоит обратить внимание на инновационные безлопастные вентиляторы. Удобство и безопасность эксплуатации, непрерывный приток свежего воздуха - это лишь малая доля достоинств, которые заслуживают внимания при выборе такой климатической техники. Что касается фирмы-производителя, то хорошо зарекомендовали себя китайские изделия компаний Coolguy, WATT, которые пользуются на рынке устойчивым спросом.
В последнее время в рунете периодически появляется реклама безопасного безлопастного вентилятора, предлагаем рассмотреть устройство этого климатического прибора для дома и принцип его действия. Мы также расскажем о сильных и слабых сторонах этого аппарата и основных характеристиках. После чего проведем краткий обзор нескольких моделей безлопастных вентиляторов, а в завершении статьи рассмотрим возможность создания своими руками такого необычного устройства.
Конструкция и принцип действия
В 2009 году Дж. Дайсон представил миру собственную разработку вентилятора. Особенность конструкции заключалась в отсутствии лопастей, что, тем не менее, не мешало устройству создавать устойчивый воздушный поток. Причем, объем воздуха на выходе превышал на один-два порядка, поступающий на турбину. Думаете магия? Нет, все значительно серьезней – аэродинамика.
Все дело в профиле кольца, ему придана специальная форма.
Благодаря этому выходящий из отверстий воздух фокусируется таким образом, чтобы перед кольцом образовалась зона низкого давления (выделена красным овалом на рис. 3).
Рис. 3. Аэродинамическое моделирование работы Воздушного Умножителя Дайсона
Поскольку такая область спереди и по бокам окружена повышенным давлением, воздух втягивается с тыльной стороны кольца, образуя устойчивый направленный поток.
Заметим, что на составление математической модели профиля, позволяющего добиться максимального эффекта и доработку технологии, у Дайсона ушло около четырех лет. Большинство китайских аналогов его устройства не могут выдать даже половинной мощности оригинального аппарата. Изобретатель запатентовал конструкцию, в частности, профиль кольца и строение турбины, нагнетающей воздух, поэтому для изготовления полноценных копий необходимо приобрести у автора права на производство.
Как работает вентилятор?
Поскольку чертеж устройства находится под защитой авторских прав, расскажем о работе вентилятора, опираясь на рисунки, используемые в рекламе этого продукта.
Пояснение к рисунку:
- А – отверстия для поступления воздуха к турбине.
- В – двигатель турбины.
- С – воздушные потоки внутри кольца.
- D – кольцо.
При включении турбина начинает нагнетать воздух внутрь кольца, откуда выходит под давлением в небольшую щель (А на рис. 5) или маленькие сопла.
Рис. 5. А — Щель для выхода воздуха; B – двигатель для вращения кольца
Некоторые модели (например, Flextron FB1009, KITFORT KT-401, HJ-007, Bork) имеют встроенный двигатель (В рис. 5), позволяющий менять направление кольца, а, следовательно, и воздушного потока. Часть производителей предусмотрела возможность установки в конструкцию специального аэрозоля, в результате Аirmultiplier Dyson (именно так назвал свое детище Дайсон) дополнительно выступает в роли освежителя воздуха (часть модельного ряда Kitfort, Supra,Renova, Vesson).
Встречаются безлопастные вентиляторы с охлаждением и нагревом воздуха, такие бытовые приборы вполне можно отнести к разряду полноценной климатической техники.
Оригинальные устройства выпускаются с силовой установкой (турбиной) мощностью 25 или 40 Вт. У китайских аналогов этот параметр может варьироваться в широком диапазоне. Такой небольшой мощности вполне достаточно для того, чтобы через кольцо проходило до 500 литров воздуха в секунду (опять же, это значение касается оригинальных изделий).
Плюсы и минусы
Рассмотрев строение умножителей воздуха, можно перейти к анализу их преимуществ и недостатков. Начнем с первого. Преимущества:
К сожалению, у данного устройства есть и недостатки, которые существенно отражаются на покупательском спросе:
- Высокая стоимость оригинальных моделей, она может доходить до 20 тыс. рублей и более, что сопоставимо с покупкой и установкой недорогой сплит системы. Впрочем, с такой ценой можно смириться, если безлопастной вентилятор обладает функциями нагрева и охлаждения воздуха. Заметим, что китайские аналоги стоят существенно дешевле, некоторые даже на порядок, но, как уже было описано выше, у них меньшая эффективность.
- Несмотря, на то, что силовая установка вентилятора малошумная, в процессе работы этот прибор издает характерный гул, напоминающий работу турбины самолета. Причем, на максимальной мощности уровень шума может достигать 60 децибел, что довольно много, поскольку достаточно часа, чтобы от этого разболелась голова. Правда, в таком режиме устройство создает настолько сильный поток воздуха, что возникают дискомфортные ощущения, поэтому максимальный уровень работы практически не используется. В штатном режиме аппарат шумит значительно меньше.
- Заявленное в рекламе 15-ти кратное увеличение потока технически верное, но есть определенный нюанс. Это величина характерна для максимального режима, который практически не используется.
Обзор моделей на рынке
Приведем в качестве примера несколько моделей устройств, доступных на российском рынке.
Bladeless Fan, маленький недорогой настольный вентилятор безлопастного типа. Произведен в Китае. Стоимость порядка $40-$50. Минимум функций, небольшая мощность (12 Вт) позволяют получить воздушный поток, вполне приемлемый для настольных устройств.
Еще один бюджетный вариант с минимальным функциональным набором — Fan Leader, если верить поставщикам, польского производства. Также в настольном исполнении, в том же ценовом диапазоне, но несколько большей мощности – 35 Вт. Характерная особенность – рабочая зона выполнена в форме овала. Заметим, такая форма встречается у многих моделей, например, Орион OR-DSO2.
Ну и для сравнения рассмотрим оригинальную конструкцию — модель Dayson Hot + Cool. Данный прибор выпускается в напольном исполнении. Он обладает функцией нагрева воздуха. Мощность турбины – 40 Вт, в режиме обогревателя – 2 кВт. Имеется пульт дистанционного управления, информационное табло, указывающее выбранный режим и заданную температуру. За все это удовольствие потребуется заплатить около 500 – 540 долларов.
Заканчивая тему обзора, приведем сравнительную таблицу модельного ряда Dynson и китайского аналога Unico ION.
| Наименование | Dyson AM-01 | Dyson AM-02 | Dyson AM-03 | Dyson AM-04 | Unico ION |
| Ориентировочная Стоимость, $ | 260 | 310 | 340 | 345 | 50 |
| Функциональность | охлаждение | охлаждение | охлаждение | охлаждение/нагрев | охлаждение |
| Скорость воздушного потока (max), л/с | 450 | 600 | 700 | 130 | 450 |
| исполнение | настольное | Напольное | Напольное | Напольное | Настольное |
| Ручная регулировка угла наклона | + | — | + | + | + |
| Ручная установка высоты | — | — | + | — | — |
| Автоматические повороты на 90° | + | + | + | + | + |
| Плавная регулировка скорости потока | + | + | + | + | + |
| Уровень шума (max), дБ | 64,5 | 63,0 | 65,0 | 64,0 | 60,0 |
| Потребляемая мощность (max), Вт | 40 | 65 | 65 | 2000 | 35 |
| Габариты упаковки, мм | 547х356х152 | 1007х190х110 | 1480х450х280 | 579х200х153 | 580х330х180 |
| Вес (брутто), кг | 1,80 | 3,35 | 4,30 | 2,47 | 2,50 |
Возможно ли сделать безлопастной вентилятор своими руками
В рунете есть несколько видеороликов, посвященных этой теме, где для создания кольца используются различные материалы, начиная от пластиковых ведер и заканчивая канализационными трубами ПВХ. Силовые установки также разнообразны, в основном это мощные кулера от процессоров, но встречаются оригиналы, использующие двигатель пылесоса. Эффективность таких конструкций и их характеристики вызывают большие сомнения, тем более никаких замеров не приводится.
Как вы помните, для создания зоны низкого давления необходимо сфокусировать потоки воздуха особым образом. Используя обычный подручный материал, сделать это довольно непросто, а работа ради работы не несет в себе рационального смысла.
Совсем недавно и представить никто не мог, что достижения в науке так далеко достигнут пределов совершенства. Особенно это касается новинок в области бытовой техники. Ассортиментный ряд настолько велик, что потребителю не приходится довольствоваться чем-то обычным. Каждый старается выбрать самую современную модель техники, особенно если она имеет обновленный дизайн.
Самой популярной новинкой на современном рынке бытовой техники можно считать безлопастной вентилятор. Это изобретение помогает не только освежать помещение, но и считается экономичным видом техники по потреблению электроэнергии. Каков же принцип работы такого устройства?
Как создавался безлопастный вентилятор
Такой вид устройства, как безлопастный вентилятор, был придуман известнейшим английским ученым Джеймсом Дайсоном . Его целью было изобрести такое устройство, которое бы смогло работать, не имея лопастей и исключая всякую вибрацию. Кроме того, ученому удалось разработать такую технологию, которая смогла увеличить выдуваемый воздух до 15 раз. Создание устройства без лопастей прошло очень сложный путь, а технология смогла быть совершенной только после длительной работы инженеров во главе с Дайсоном. На чудо-изобретение было потрачено около 4 лет. В результате разработок новаторам все же удалось оптимизировать вентиляционное кольцо.
Работа вентилятора обусловлена простым электродвигателем, который имеет мощность 40 Вт и располагается на приборе снизу. Двигатель оснащен мощными неодимовыми магнитами, которые предотвращают образование пыли. Скорость движения воздушных потоков легко отрегулировать с помощью реостатного переключателя, чего невозможно достичь в обычных лопастных устройствах.
Дайсону удалось создать безопасный вентилятор без лопастей, который смог вытеснить обычные вентиляторы. Ведь такой вид устройства является очень удобным и неприхотливым в использовании.
Как работает безлопастный вентилятор
На самой ножке безлопастного устройства располагается множество небольших отверстий. Они обеспечивают не только охлаждение прибора, но и фильтруют сам воздух. Такой турбинный насос способен прокачивать до 20 кубометров воздуха в секунду , что является практически невозможным для обычного вентилятора.
Воздушная масса проходит по распределительному кольцу и превращается в плотный контур с серединой внутри. Кольцо оснащено пустой полостью, и щелью, через которую проходит воздух под давлением. Скорость выходящего из кольца воздуха составляет 90 км/ч. На этой скорости один поток воздуха встречается с другим, что создает элемент компенсации воздушных потоков. Такой процесс позволяет увеличить выходящий воздух в десятки раз при равномерном его движении.
У безлопастных вентиляторов, конечно, имеется множество преимуществ по сравнению с обычными моделями вентиляторов. Их стильный дизайн сможет служить украшением для любого современного интерьера как в доме, так и в офисе. Имея огромную мощность и высокую безопасность, прибор без лопастей имеет еще и приемлемую стоимость по сравнению даже с дешевыми моделями кондиционеров. К тому же такое устройство хорошо освежает помещение и почти работает без шума, что делает его просто незаменимым.
Поражает безопасность безлопастного прибора. В таком устройстве полностью отсутствуют движущие детали в форме лопастей, что позволяет его свободно использовать даже вблизи с маленькими детьми. К тому же, устройство имеет поразительную мощность, благодаря которой воздух выдувается интенсивней, а помещение охлаждается быстрей. Работу безлопастного вентилятора легко регулировать при помощи пульта управления, что создает еще больший комфорт.
Вентилятор без лопастей удобно вращается в разные стороны, поэтому прохлада распространяется по всему свободному пространству. Модели таких устройств имеют мощную платформу, что обеспечивает их устойчивость. Даже пульт управления крепится к корпусу во избежание его потери.
Если утверждать кратко, то безлопастные вентиляторы обладают следующими преимуществами по сравнению с обычными моделями таких устройств:
Кроме большинства достоинств, безлопастные устройства имеют и некоторые хоть и не совсем значительные недостатки:
- Наличие шума и вибрации. При беззвучной работе турбины выброс воздушного потока сопровождается сильным гулом.
- Высокая стоимость по сравнению с обычными лопастными вентиляторами.
Итак, безлопастные вентиляторы отличаются своей эффективностью в работе, современным дизайном и практичностью. Именно поэтому, они во много раз превосходят традиционные модели и уже начали пользоваться определенным спросом на рынке бытовой техники.
