Безлопастной вентилятор: принцип работы, преимущества и недостатки, устройство

кулер корпусной для компьютера 120×120 мм;
термоусадку неармированную;
набор электрических проводов;
отвертку универсальную со сменными лезвиями;

набор крепежа;
слесарные ножницы;
сетку полимерную для воздуховодов;
термопистолет электрический;

разъем аудио Æ3,5 мм в сборе («папа» и «мама»);
пассатижи универсальные;
электрический выключатель 220V;
газовый баллон с горелкой;

заготовка для печатной платы из гетинакса;
потенциометр из нихромовой проволки;
диод Шоттки корпусной, микросхема NE555;
конденсаторы, резисторы, диоды;

резиновые ножки для подставки;
блок питания сетевой универсальный.

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.

Суть нагнетания и разрежения воздуха вентилятором

Вентилятор являет собой механическую конструкцию, которая способна обрабатывать поток газовоздушной смеси посредством увеличения её удельной энергии для последующего перемещения.

Такая архитектура агрегата предоставляет возможность создавать эффект нагнетания или разрежения рабочего газа в пространстве через увеличение или уменьшение давления соответственно (механизм преобразования энергии).

Под газовым давлением понимают бесконечный процесс хаотичного перемещения молекул газа, которые ударяясь о стенки замкнутого пространства, создают давление на них.

Следовательно, чем выше скорость этих молекул, тем больше ударов и тем выше давление. Газовое давление – это одна из главных характеристик газа.

С иной стороны любой газ имеет еще два параметра: объём и температуру. Объём – количество пространства, которое заполнил газ. Температура газа – термодинамическая характеристика, которая связывает скорость молекул и генерируемое ими давление.

На этих “трёх китах” стоит молекулярно–кинетическая теория, которая является базисом для описания всех процессов связанных с обработкой газов и газовых смесей.

Процесс нагнетания являет собой принудительное сосредоточение молекул в замкнутом пространстве сверх некой нормы. Например, общепринятое воздушное давление у поверхности земли приблизительно составляет 100 кПа (105 кило Паскалей) или 760 мм рт. ст. (миллиметров ртутного столба).

С увеличением высоты над поверхностью Земли давление становится меньше, воздух становится разреженным.

Атмосферное давление – вес воздушного столба относительно площади поверхности над которой он находится. Не масса, а именно вес Р=mg. Измеряется барометром, остальные типы давления определяются манометром

Разрежение есть обратный процесс нагнетанию, во время которого молекулы покидают замкнутую систему. Объём остаётся тот же, а количество молекул уменьшается в разы, следовательно, и давление уменьшается.

Эффект нагнетания необходим для принудительного перемещения воздуха. Возможен вариант перемещения воздуха через эффект разрежения: для восстановления баланса давления во всей системе молекулы перемещаются от более сконцентрированной области молекул до менее сконцентрированной.

Таким способом происходит перемещение молекул газа.

Для определения скорости потока воздуха снаружи или внутри здания часто применяют специальный инструмент – анемометр. Незаменимый прибор для проектирования систем вентиляции

Существуют самые разные компоновки вентиляционных систем, но их условно можно разделить на несколько классов по определённым параметрам:

По назначению. Различают вентиляторы общего и специального назначения. Вентиляторы применяются для обычного перемещения газа. Специальные вентиляторы используются для пневмотранспорта, транспортировки агрессивных и взрывоопасных газовых смесей.
По быстроходности. Бывают с малой, средней и высокой удельной частотой вращения колеса с лопатками.
По диапазону давления. Известны системы генерации низкого (до 1 кПа), среднего (1–3 кПа), высокого ( более 3 кПа) давления.

Некоторые промышленные и бытовые процессы с применением воздуходувок происходят в экстремальных условиях окружающей среды, поэтому к оборудованию выдвигаются соответствующие требования.

Таким образом, можно говорить о пылевых, влагозащищенных, термостойких, коррозиестойких, искрозащитных агрегатах и устройствах для удаления дыма и обычных вентиляторах.

Информация о видах вентиляторов подробно рассмотрена в другой нашей статье.

Устройство и принцип работы

Первый потолочный вентилятор появился в 1860 году в США и представлял собой двухлопастное устройство, которое крепилось к потолку и являлось настоящим спасением от жары. Сегодня потолочные вентиляторы выпускаются в двух вариантах конструкции.

Первый вид представлен осевыми моделями, принцип действия которых сводится к захвату воздушных масс при помощи крыльчатки и их дальнейшему продвижению вдоль оси вращения. При этом интенсивность прохождения воздушных потоков обеспечивается положительным углом атаки набегающих лопастей.
Центробежные модели работают по-другому. В таких устройствах воздух захватывается с помощью набегающих лопаток и под действием центробежной силы выталкивается в радиальном направлении относительно оси.

По своему функциональному предназначению потолочные вентиляторы бывают лопастными и вытяжными.

Лопастные модели состоят из электрического двигателя, пластикового или металлического корпуса и крыльчатки, включающей в себя ось и лопасти. Фиксация вентилятора к потолку осуществляется посредством планки, которая представляет собой декоративную накладку и закрывает крепёжный механизм. Кроме того, многие модели оснащены функцией дистанционного управления и снабжены пультом и переключателями.
Вытяжные устройства также состоят из крыльчатки и электродвигателя и дополнительно оборудованы декоративной решёткой, закрывающей рабочие детали прибора.

Принципы действия потолочного вентилятора и кондиционера в корне отличаются друг от друга. И если кондиционер обеспечивает понижение внутренней температуры воздуха до заданного значения, то при работе вентилятора этот показатель остаётся неизменным. Охлаждающая функция прибора обусловлена его способностью создавать непрерывный ток воздуха, что обеспечивает усиленное испарение влаги с кожи человека и не позволяет организму перегреться.

Сохранение стабильного температурного режима достигается за счёт перемешивания холодных нисходящих потоков с тёплыми массами, идущими к потолку. За способность смешивать разнонаправленные воздушные потоки в пределах одного помещения, потолочные вентиляторы получили название перемешивающих. Однако для того, чтобы перемешать достаточно внушительные объёмы воздуха, требуется мощная работа и большой размах лопастей, из-за чего многие приборы оснащаются раскладывающимися лопастями.

Второй вид потолочных вентиляторов представлен вытяжными приборами, принцип действия которых заключается в следующем: устройство, установленное в вентиляционный канал, выводит отработанный воздух наружу. В результате внутри помещения образуется зона пониженного давления, что способствует активному притоку свежих воздушных масс в разряжённое пространство комнаты. Воздух начинает втягиваться через форточки, окна и приточные каналы, благодаря чему в короткий период времени происходит полная замена всего воздушного объёма помещения.

Некоторые высокотехнологичные модели оснащены крыльчаткой с регулируемым лопастным шагом. Благодаря такой конструктивной особенности можно синхронно изменять угол атаки лопастей, не останавливая при этом электродвигатель. Это способствует значительному снижению шума в помещении и позволяет осуществлять более точный контроль за интенсивностью и направлением воздушных струй. Кроме того, многие модели совмещены в единый блок с осветительными приборами, что значительно повышает функциональность потолочных вентиляторов.

Работа потолочных приборов осуществляется в летнем и зимнем режимах. В первом случае вентилятор служит для охлаждения находящихся в помещении людей, а во втором способствует более равномерному распределению горячего воздуха при отоплении помещения конвекторными системами. Приборы имеют высокий уровень защиты IP 65, что позволяет устанавливать их в кухнях, ванных комнатах, душевых и других помещениях с повышенной влажностью. Кроме того, в отличие от кондиционеров, подвесные вентиляторы могут быть установлены на открытых террасах и уличных верандах. Уровень шума большинства моделей не превышает 30 дБ.

Преимущества и недостатки безопасных вентиляторов

В списке преимуществ каждого из двух типов безопасных вентиляторов, логично, высокий уровень безопасности. Из-за отсутствия открытых движущихся частей отсутствует вероятность получения травмы или случайного повреждения самого устройства. Это позволяет ставить оба вида приборов в комнатах, где могут находиться маленькие дети. Другие плюсы и минусы безлопастных и колонных моделей совпадают далеко не всегда.

Список основных преимуществ безлопастных моделей включает:

Высокую энергоэффективность – иногда в 8 раз выше по сравнению с обычными вентиляторами. Например, модели с мотором мощностью 40 Вт могут обеспечить расход перемещаемого воздуха 20 л/с.
Точность направления и равномерность воздушного потока также лучше, в отличие от лопастных моделей. Для равномерного распределения воздуха безлопастные устройства могут поворачиваться в разные стороны и менять углы наклона.
Высокая устойчивость. За счет отсутствия вибрации, которую создают вращающиеся лопасти, безлопастные модели будут более устойчивыми на полу или на столе.
Плавная регулировка мощности с помощью реостата, обычно расположенного на корпусе.
Оригинальный и привлекательный дизайн в виде кольца.
Дистанционное управление. В отличие от стандартных вентиляторов, пульт у которых прилагается только к самым дорогим моделям, безлопастная техника комплектуется им почти всегда. Хотя элементы управления по традиции есть и на самом вентиляторе.
Простой уход и обслуживание. Особенности конструкции позволяют тратить минимум времени на удаление с поверхности пыли, а внутрь пылинки практически не попадают.

Есть у безлопастной техники и определенные недостатки. К ним можно отнести высокий уровень шума. В среднем – от 40 дБ, а при достижении максимальной скорости воздуха – еще больше. Еще один минус – хрупкая конструкция, особенно у моделей, которые выпускаются китайскими брендами. И, наконец, более высокая цена – показатель, по которому безлопастные модели опережают даже колонные вентиляторы.

Часть преимуществ безлопастных моделей относится и к колонным. Так же, как и работающие по принципу Air Multiplier, они обеспечивают более равномерный и непрерывный воздушный поток по сравнению с классическими устройствами. А еще – смотрятся достаточно необычно и стильно, вписываясь почти в любой интерьер.

Колонные вентиляторы безопасны для детей – как и безлопастные

Среди не совпадающих с безлопастными вариантами преимуществ колонных вентиляторов можно отметить более доступную цену. Хотя обходятся они все равно дороже стандартного лопастного устройства с той же производительностью. Еще один плюс – повышенная прочность. Металлический или сделанный из очень прочного пластика корпус надежно защищает вентиляторы от внешних воздействий. Хотя ронять колонны в процессе их работы все равно не рекомендуется – впрочем, как и любую климатическую технику.

Среди заметных минусов колонных моделей – высокий уровень шума, примерно такой же, как у безлопастного оборудования. Это приводит к тому, что, несмотря на безопасность, в детских комнатах колонные вентиляторы стоит включать только в дневное время, чтобы они не мешали сну. Также колонные модели менее мобильны – их можно устанавливать только на полу, так как для стола или тумбы они обычно слишком большие.

Как работает безлопастной вентилятор?

Аэродинамическое моделирование работы Воздушного Умножителя Дайсона

Как устроен безлопастной вентилятор

Пояснение к рисунку:

А – отверстия для поступления воздуха к турбине.
В – двигатель турбины.
С – воздушные потоки внутри кольца.
D – кольцо.

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.

3 Устройство прибора

Вращающиеся элементы находятся на оси, а воздушный поток движется параллельно к ней. На входе в механизм установлен коллектор, улучшающий аэродинамические свойства всей системы. Если встречный поток отсутствует, процент потребляемой мощности устройства существенно снижается. При наличии интенсивного воздушного потока он сильно вырастает.

Диагональные вентиляторы работают по аналогичному принципу, что и предыдущий тип, а единственное отличие заключается в специфическом выпуске воздуха. Здесь он осуществляется диагональным образом. Кожух обладает конической формой, что увеличивает скорость потока при появлении давления на вращающийся пропеллер. Для таких вентиляторов характерна высокая скорость обдува и минимальный уровень шума (аксиальные приборы работают более шумно).

Радиальные агрегаты представляют собой незамысловатую конструкцию, которая включает в себя рабочее колесо, зафиксированное в спиральный кожух. Во время вращения этого механизма воздушная масса направляется в радиальном направлении и сжимается. После этого поток подается в кожух под воздействием центробежной силы и возвращается в отверстие нагрева.

Плюсы и минусы безлопастных вентиляторов

Умножитель воздуха имеет свои преимущества и отрицательные стороны, выявленные пользователями.

Среди положительных сторон можно отметить:

безопасность;
равномерный воздушный поток;
минимальное потребление электричества;
удобное управление;
простота ухода;
стильный дизайн.

Безопасность обеспечивается отсутствием лопастей и других движущихся деталей снаружи изделия. Также, благодаря мотору, расположенному снизу, и отсутствии вибрации от вращения лопастей вся конструкция получилась устойчивой.

Особая форма кольца-обдувателя позволяет вентилятору мягко и равномерно распределять воздушные потоки по территории всей комнаты

Потребление электроэнергии чаще всего составляет 25 Вт и 40 Вт. Модели с другими характеристиками встречаются реже.

Управление прибором простое и понятное. Все тонкости регулировки приобретенной модели детально описываются в инструкции. Мощность воздушного потока у безлопастного вентилятора также регулируется.

Производители не рекомендуют постоянно ставить максимальные настройки при использовании вентилятора без лопастей, чтобы не перегружать его

Кроме плюсов у безлопастного прибора есть свои недостатки:

Шумовой эффект – уровень звука от 40 дБ. Чем больше и мощнее прибор, тем громче он будет гудеть на максимальной скорости.
Высокая цена. Оборудование проигрывает по этому показателю привычным лопастным вентиляторам.
Хрупкость конструкции. Этот недостаток характерен для недорогих аналогов китайского производства.

Производители стремятся учитывать все недостатки и пожелания клиентов, улучшая новые вариации вентилятора. Так, сначала потребителям предложили различные цвета и размеры, затем – самую форму замысловатую. Позже настал черед максимально снизить уровень шума, производимый прибором.

Следующей задачей стало снижение энергопотребления и добавление дополнительных функций по увлажнению и подогреву/охлаждению воздуха, проходящего сквозь безлопастной вентилятор.

Ароматизация и ионизация воздушных потоков пока существует лишь в дорогостоящих моделях последнего поколения

VITEK VT-1909 CH

Отзыв

Пульсовый режим — экстаз. крестовина хорошая, под стать весу прибора. сборка отличная (сравниваю с рыночным, которым пользовались несколько лет)). таймер и пульт и крутится и наклон — я не знаю чего еще можно ожидать от вентилятора. и цена отличная. тихий. шнура хватает.

Плюсы

Функциональный
Не громкий
Достаточно мощный
Пульт ДУ
Простой и удобный

Минусы

Нет управления поворотом с пульта

осевой
мощность 60 Вт
функция наклона корпуса
возможность поворота корпуса
программирование времени работы
управление с пульта

Пару слов о создании безлопастного вентилятора

Модель, кардинально отличающаяся своим внешним видом от других видов вентиляторов, привычных многим с детства, была изобретена в 2009 году. Ее создатель – Джеймс Дайсон.

Он около 30 лет работал над вариантами совершенствования пылесоса и другого бытового и промышленного оборудования. Этот английский разработчик придумал много интересных и полезных изобретений, патенты на которые были проданы в разные страны мира.

Все его разработки отличаются изысканным дизайном и улучшенными функциональными возможностями. Мистер Дайсон, работая над совершенствованием гигиенической сушки для рук, взял за основу принцип ее работы для своего нового изобретения. Так, в 2009 году появился особый вентилятор, не имеющий лопастей.

Около 4-х лет ведущие инженеры компании Дж. Дайсона потратили на то, чтобы смоделировать кольцо вентилятора, которое сможет наиболее эффективно пропускать сквозь себя воздух, многократно его умножая.

Безлопастной прибор от Дайсона уже в 2010 году продавался на родине изобретателя за 199 английских фунтов. Такую цену сложно назвать народной, но желающих обзавестись инновационным вентилятором было много.

Поэтому, сейчас на рынке можно обнаружить аналогичное оборудование от различных производителей, в том числе и бюджетные китайские модели.

Радиальные

Основу радиального вентилятора (его ещё называют центробежным) составляет корпус, по форме напоминающий улитку, внутри которого размещено рабочее колесо. При вращении возникает центробежная сила, которая затягивает воздух через всасывающее отверстие в центре прибора. После этого воздушная масса направляется в периферийную часть вентилятора, откуда по воздуховоду нагнетается в вентилируемое помещение. Еще одна особенность – воздушный поток входит в него в осевом направлении, а выталкивается движущимся радиально (его направление – по касательной к кожуху корпуса), он всегда перпендикулярен входящему потоку.

Основной рабочий элемент – это цилиндр с лопатками, закреплёнными по окружности на одинаковом расстоянии. В зависимости от формы и расположения лопаток можно достичь различного эффекта:

изогнутые вперёд – создают высокое давление и работают с большими объёмами воздуха;
изогнутые назад – позволяют избежать накопления пыли, подходят для работы в среде с высоким угнетением;
аэродинамическое крыло – очень низкий коэффициент шума и высокая производительность.

Основные плюсы радиальных вентиляторов – получение высокого давления воздушного потока при достаточно небольших габаритах, долговечность, низкий уровень шума и возможность эксплуатации в непрерывном режиме. Поэтому они широко применяются промышленности, особенно там, где необходима мощная постоянная вентиляция – в крупных офисных зданиях и торгово-развлекательных комплексах, супермаркетах, складах, гаражах и т. д. Благодаря возможности быстро удалить загрязнённый воздух они активно применяются на вредных производствах. В быту радиальные вентиляторы все чаще используются в кухонных вытяжках, канальной вентиляции.

Люстра-вентилятор – оригинально и эстетично

Люстра вентилятор впервые была придумана в США в первой половине 20-го века. Вентилятор в то время пользовался большим спросом, поэтому между производителями этого устройства стала нарастать конкуренция. Нужно было создавать что-то новое. Некоторые фирмы стали снабжать обычный потолочный вентилятор осветительной системой, что привело к появлению люстры вентилятора, которая успешно используется в современной повседневной жизни.

Это устройство может сохранить в помещении необходимый микроклимат, поддерживая при этом нужный уровень освещения. Механизм можно приводить в действие при помощи выключателя или цепочки. Также существуют модели, оснащенные пультом дистанционного управления, который дает возможность регулировать производительность вентилятора и прибора освещения одним нажатием кнопки.

Люстра вентилятор Techno

Плюсы и минусы безлопастных вентиляторов

Умножитель воздуха имеет свои преимущества и отрицательные стороны, выявленные пользователями.

Среди положительных сторон можно отметить:

безопасность;
равномерный воздушный поток;
минимальное потребление электричества;
удобное управление;
простота ухода;
стильный дизайн.

Кроме плюсов у безлопастного прибора есть свои недостатки:

Шумовой эффект – уровень звука от 40 дБ. Чем больше и мощнее прибор, тем громче он будет гудеть на максимальной скорости.
Высокая цена. Оборудование проигрывает по этому показателю привычным лопастным вентиляторам.
Хрупкость конструкции. Этот недостаток характерен для недорогих аналогов китайского производства.

Плюсы и минусы безлопастных вентиляторов

Умножитель воздуха имеет свои преимущества и отрицательные стороны, выявленные пользователями.

Среди положительных сторон можно отметить:

безопасность;
равномерный воздушный поток;
минимальное потребление электричества;
удобное управление;
простота ухода;
стильный дизайн.

Кроме плюсов у безлопастного прибора есть свои недостатки:

Шумовой эффект – уровень звука от 40 дБ. Чем больше и мощнее прибор, тем громче он будет гудеть на максимальной скорости.
Высокая цена. Оборудование проигрывает по этому показателю привычным лопастным вентиляторам.
Хрупкость конструкции. Этот недостаток характерен для недорогих аналогов китайского производства.

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.