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;
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.
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.
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.
