Вентилятор без лопастей принцип действия. Безлопастной вентилятор: принцип действия

Безлопастной вентилятор– это уникальное устройство, которое поражает воображение своей конструкцией. У такого агрегата нет лопастей или заметных глазу вращающихся элементов. Поэтому многим совершенно непонятно, как же работает это устройство и как оно перемещает воздушные массы. На самом деле принцип работы такого вентилятора не так уж и сложен. Для этого достаточно изучить его конструктивные особенности.

Устройство работает по принципу принудительной вентиляции, который был изобретен еще в древние времена. Так древние египтяне применяли опахала, чтобы создать комфортные условия для фараонов. Они тогда не понимали все научные тонкости понижения температуры при обтекании тела газовым потоком, но с успехом использовали данное термодинамическое явление. Сегодня же за основу безлопастных новинок положен принцип работы турбины современных реактивных самолетов.

Виды

Безлопастной вентиляторможет быть двух видов:

Настольный.
Напольный.

Напольный вариант выделяется крупными габаритами. В большинстве случаев это достаточно мощный вентилятор. Его используют для охлаждения помещения значительной площади. Во многих случаях подобные модели вентиляторов снабжаются не только функцией охлаждения, но и обогрева.

Настольные модели выделяется своей компактностью. Благодаря этому их спокойно можно размещать на столе. При помощи такого вентилятора можно создать достаточно комфортную обстановку на рабочем месте в жаркий день при отсутствии кондиционера. К тому же настольные модели имеют весьма стильный и необычный дизайн. Они могут иметь функцию вращения влево-вправо и дистанционного управления при помощи пульта.

Ряд моделей снабжается устройством, которое предназначено для увлажнения воздуха. Подобные виды устройств имеют специальный резервуар в корпусе вентилятора, куда заливается вода. Существуют и мини вентиляторы, которые можно брать с собой в дорогу. Подобные устройства могут работать от прикуривателя и использоваться вместо кондиционера.

Устройство

Основными элементами вентилятора без лопастей являются следующие части:

Кольцевой диффузор.
Двигатель.
Высокоскоростная турбина.
Основание.

Высокоскоростная турбина, в которую вмонтирован двигатель, установлена в основании агрегата. Благодаря работе турбины начинается движение воздуха в устройстве. Для снижения уровня издаваемого звука, двигатель имеет специальную камеру Гемгольца, которая улавливает и рассевает шум. От этого кажется, что вентилятор достаточно тихий.

В корпусе основания с целью засасывания воздуха проделано множество отверстий. На верхней части корпуса находится аэродинамическое кольцо, которое снабжено кольцевым диффузором. У него множество отверстий, через которые выдувается воздух. Само кольцо может быть самой разной формы: ромб, овал, круг, сердце и так далее. Все зависит от дизайнерской мысли конструктора завода-производителя.

Принцип действия

Безлопастной вентилятор работает при помощи электрического двигателя. Воздух всасывается турбиной посредством маленьких отверстий, которые находятся в нижней части стойки вентилятора. Воздушные массы после прохождения турбины выходят через маленькое отверстие в центре кольца и затем распространяются по контуру. Создается воздушная струя, которая обтекает кольцо изнутри его обода. Воздушные массы охватывают обод и по обтекаемой поверхности создают внутри кольца устройства отрицательное давление.

В результате это приводит к тому, что воздушные массы, расположенные рядом с вентилятором, начинают втягиваться в центр кольца в область разряженного давления. В итоге на выходе кольца создается мощный поток, который может иметь усиление до 15-20 раз. Подобный аэродинамический эффект позволяет легко перемещать воздушные массы и охлаждать помещение. Скоростью турбинной установки можно управлять, поэтому имеется возможность устанавливать требуемую скорость воздушного потока. При этом с помощью вентилятора без лопастей создается достаточно плотный и комфортный поток освежающих воздушных масс. Сама работа устройства неназойлива и почти незаметна.

Применение

Сфера применения указанного вентилятора достаточно обширна – это любые муниципальные и общественные учреждения, больницы, санатории, детские сады, коттеджи, дачи, многочисленные офисы, дома, квартиры и так далее. Исключением могут быть лишь бани, сауны, ванные комнаты, бассейны. Несмотря на отсутствие внешних вращающихся частей, использовать его должны лишь взрослые люди, не стоит оставлять подобные устройства включенными наедине с маленькими детьми.

Кроме мягкого распределения воздушных потоковбезлопастной вентилятор способен увлажнять и даже нагревать воздух. Однако это только в том случае, если у устройства имеются такие функции. Подобные агрегаты в большинстве случаев снабжаются пультом управления, где можно установить необходимую температуру и процент влажности. Диапазон регулирования определяется конкретной моделью. Самые дешевые устройства обычно имеют только функцию охлаждения. В дорогих экземплярах может иметься даже функция очищения воздуха от вредных примесей, к примеру, от сигаретного дыма.

Как выбрать безлопастной вентилятор

Выбрать безлопастной вентилятор бывает не так уж и просто. На текущий момент времени рынок подобного оборудования изобилует многочисленными вариантами моделей от самых разных производителей: это Dyson, Orion, SUPRA, Bladeless и многие другие.

В первую очередь следует исходить из личных потребностей и финансовых возможностей.
Перед приобретением устройства следует ознакомиться с его характеристиками и выяснить уровень шума. Это крайне важный параметр, ведь он напрямую будет влиять на комфортность использования. Средний диапазон шума подобных устройств составляет 40-60 децибел и выше.
Радиус кольца влияет на эффективность его использования. Для больших помещений рекомендуется выбирать устройства с более крупным кольцом.
Мощность определяет не только силу потока, но в том числе количество потребляемой электроэнергии и уровень издаваемого устройством шума. Для квартиры или небольшого дома вполне хватит вентилятора средней мощности. Однако для крупного офиса следует подбирать достаточно мощное устройство. Для подобных помещений рекомендуется подбирать агрегаты, которые за час способны прогонять примерно 250 кубометров.
Для обихода достаточно угла поворота кольца в 90 градусов, но при желании можно приобрести устройство с углом поворота до 360 градусов.
Обратите на качество пластмассы и отсутствие неприятных запахов.
Если Вы цените комфорт, то рекомендуется не поскупиться и приобрести модель, обладающую широкой настройкой параметров регулировки. Наличие пульта управления с понятной системой кнопок сделает пользование более удобным.

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.

21 век привносит свои коррективы во все вещи, причем даже в те, которые с виду невозможно изменить.

В 20 веке никто и не смог бы себе представить безлопастной вентилятор, но такая система все же работает исправно.

Как действует система

Принцип работы был взят у современных реактивных самолетов, чьи турбины уже не оснащаются большими вентилями, но все же турбина для создания тяги у них есть. В вентиляторе такая турбина тоже имеется, но расположена она в ножке, благодаря чему становится незаметной для глаза. Низкий уровень шума, в свою очередь, ее тоже не выдает.

Если посмотреть на ножку, то можно заметить со всех сторон наличие большого количества маленьких отверстий. Служат они в данном случае не только для охлаждения системы, но и для забора воздуха. Среднестатистическая турбина способна прогонять около 20 л/с, что довольно много по сравнению с вентиляторами с лопастями.

Скорость перехода воздуха из рабочей части в распределительное кольцо (форма может быть разной, но желательно без углов, чтобы не создавать лишнего напряжения) в среднем составляет 90 км/ч. Распределительное кольцо изготовлено особым образом, благодаря чему выходящий воздух идет равномерно, создавая плотный контур с разреженной серединой. Если обратить внимание на срез, то кольцо изнутри полое, кроме места щели (порожек для формирования направленного давления).

На выходе плотный поток воздуха на скорости в 90 км/ч встречается со стоячим разреженным воздухом, после чего они компенсируют друг друга. Такое взаимодействие не приводит к понижению скорости в 2,5-3 раза, но увеличивает объема воздуха до 20 раз. Т.е. на выходе можно получить 400 л/с на скорости в 30-36 км/ч, при этом движение будет строго равномерным.

Основным преимуществом служит безопасность, т.к. например, ребенок уже не сможет потрогать лопасти в движении, к тому же их не разорвет от излишнего напряжения со временем, что довольно часто бывает с пластмассовыми лопастями. Протереть пыль можно в любой удобный момент, т.к. снаружи нет никаких металлических выводов и движущихся частей.

Но есть и свои минусы, из-за которых спрос на устройства пока не обошел конкурента:

Шум. Несмотря на то что турбина работает почти беззвучно, вырывающийся поток воздуха создает очень сильный гул.
Ценовая политика. Именно этот фактор останавливает многих любителей уникальных вещей, а цена тут в несколько раз выше аналогов с пропеллером. Эта мера временная, т.к. технология новая, но при освоении ее несколькими серьезными корпорациями и ряде технических доработок цена уже мало будет отличаться.

Безлопастной вентилятор – это современный прибор, который позволяет существенно снизить риски, а его дизайн отличается оригинальностью, привлекающей любителей необычного.

Несмотря на высокую цену, спрос повышается с каждым днем, а вместе с ним растет разнообразие и качество.

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.

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: