Види і принцип роботи безлопастних вентиляторів

Діджитал 01 серпня 2022 Перегляди: 176

Вентилятори давно є доступними та ефективними приладами, що допомагають підтримувати потрібний мікроклімат у квартирі або офісі. Від тиску, температури, відносної вологості, швидкості повітряного потоку такого пристрою залежатиме здоров'я, самопочуття і працездатність людей, які перебувають у приміщенні.

Пристрій приладу
Принцип дії
Гідності та недоліки
Види безлопастних вентиляторів
Як вибрати?
Догляд і обслуговування
Чи можна зробити своїми руками?

Пристрій приладу

Найпростішим пристроєм для примусової циркуляції повітря в приміщенні є вентилятор - крильчатка з лопатями, насаджена на вал двигуна без редуктора. У всіх вентиляторів з відкритими лопатями є дуже неприємний «побічний ефект» - шум, що виникає за рахунок різкої зміни швидкості і напрямку руху повітряного потоку на лопатях. На низьких обертах звук нагадує гул низько летить літака, на високих - свист.

Відомий англійський вчений Джеймс Дайсон довгий час працював над створенням пристрою для конвекції повітря в приміщенні, яке працює без шуму і протягів. Він випробував ідею Ніколи Тесла щодо прискорення повітряного потоку за допомогою високочастотного електричного поля високої напруги. Незабаром вчений відмовився від цієї ідеї - висока напруга вимагала хорошої ізоляції і створювала отруйні окиси азоту і металів за рахунок тліючого розряду між електродами.

Друга ідея, яку випробував Дайсон, була його власною. Він хотів створити вентилятор без головного недоліку - підвищеного шуму при роботі, що виникає від різкої зміни швидкості і напрямку потоку повітря. Корпус вентилятора, що нагадує в профілі крило літака, вчений зробив у формі кільця зі клацанням для виходу повітря по окружності. Високооборотна повітряна турбіна без лопатей, що по конструкції нагадує водяний млин, розташована внизу корпусу. Вона засмоктує повітря через щілини і подає його на другу турбіну високого тиску, розташовану вгорі біля кільця. Стиснене повітря з великою швидкістю виходить через вузьку прорізь у пластиковому кільці.

Падіння тиску при виході повітря через щілину, що нагадує в профілі крило літака, закручує спіралью навколишнє повітря. Потужна повітряна спіраль, схожа на великий бублик, рухається вперед уздовж осі кільця, інтенсивно захоплюючи за собою навколишнє повітря за законом Бернуллі і створюючи навколо себе зону турбулентності.

Конструкція турбіни безлопастного вентилятора захищена патентом, тому описати в деталях пристрій головного вузла безлопастного вентилятора, не представляється можливим. За інформацією з відкритих джерел відомо, що турбіна вентилятора використовує технологію Air Multiplier. За даними незалежної експертизи тип безлопастного вентилятора є одним з найбільш тихих і економічних. Він сертифікований ISO.

Принцип дії

Робота настільного безлопастного вентилятора заснована на принципі відцентрової повітряної турбіни. У процесі роботи виникає м'який повітряний потік, який комфортно охолоджує повітря в літній зній. Швидкість і розподіл потоку не створюють протягів. Повітря засмоктується в пристрій через вузькі прорізи за допомогою безлопастної крильчатки, насадженої на вал високооборотного двигуна без редуктора. За конструкцією ґулочка нагадує газову турбіну.

Для зменшення шуму повітря, що всмоктується, проходить через камеру Гемгольца, яка за рахунок зворотного резонансу поглинає шум. Далі повітря подається по трубці до кільця з щілинним отвором по периметру, яке в поперечному перерізі нагадує літакове крило. На виході повітря утворює ламінарний потік, який завдяки аеродинамічному профілю щолевого отвору витікає з великою швидкістю, викликаючи падіння тиску в зоні швидкісного повітряного потоку.

За законом Бернуллі перепад тиску в зоні швидкісного потоку захоплює за собою навколишнє повітря, майже в п'ятнадцять разів збільшуючи рух з великою швидкістю масу. Вплив безлопастного вентилятора на мікроклімат у приміщенні можна багаторазово посилити, якщо резервуар у корпусі заповнити водою або перед вентилятором у напрямку руху повітря поставити найпростіший ультразвуковий зволожувач. Температура повітря знижується при цьому на 3-5 ° C. Якщо потрібно більш інтенсивне охолодження, резервуар замість води можна заповнити:

сухим льодом (t - 78,5 ° C);
сумішшю льоду з сіллю (23,1% NaCl, 76,9% льоду, t - 21,2 ° C);
сумішшю льоду з хлоридом кальцію (29,9% CaCl2, 70,1% льоду, t - 55 ° С).

Наступного року фірма Exhale Fans починає випуск стельової моделі безлопастного вентилятора розробника Ніка Хайнера. Стельове розташування вентилятора забезпечує більш правильний розподіл прохолодного повітря вздовж стін низхідними потоками. Порівняно з підлогою моделлю інноваційний вентилятор виключає виникнення турбулентних потоків повітря і протягів, а також не займає зайве місце на підлозі.

Гідності та недоліки

Безлопастні вентилятори, як і інші моделі, мають ряд достоїнств і недоліків. Достоїнства:

немає відкритих рухомих частин, це забезпечує безпеку дітей і тварин;
не пересушують повітря;
не потребують обслуговування.

Недоліки:

шум під час роботи близько 40 децибел;
порівняно висока ціна;
неміцна конструкція корпусу.

Види безлопастних вентиляторів

Настільний вентилятор дозволяє подавати свіже повітря на робоче місце, охолоджувати потужну комп'ютерну техніку, гарячі страви та напої, проводити ароматерапію в домашніх умовах. Його можна легко переносити з одного місця на інше. Підлоговий вентилятор призначений для установки на підлозі. Висока потужність і швидкість повітряного потоку дають можливість забезпечити комфортні умови в окремій кімнаті, офісі або квартирі. Незначне збільшення шуму усувається видаленням пристрою від людини. Форма і параметри вентилятора дозволяють повністю замінити повітря в кімнаті за кілька годин.

Портативний вентилятор можна використовувати на пляжі, в туристичному поході, печерах, пустелі, наметі, поїзді, автомобілі, на яхті у відкритому морі. Більшість портативних моделей живляться від вбудованого акумулятора, USB-порту комп'ютера, дорожчі - від сонячних батарей. Їх головні переваги - невелика вага і розміри, енергетична автономність. Особливе місце серед портативних моделей займають автомобільні безлопастні вентилятори з харчуванням від мережі автомобіля 12V. Вони набагато дешевше автомобільних кондиціонерів, дозволяють швидко провітрити салон автомобіля, видалити запахи бензину, дизельного палива, автомобільної емалі, синтетичного клею і грунтовки.

Як вибрати?

Перш за все, потрібно визначити місце для встановлення вентилятора:

на стільниці;
на стелі;
на підлозі в приміщенні;
переносний або портативний;
в салоні автомобіля.

В офісах найкраще використовувати настільні або підлогові моделі компанії Dyson. Вони призначені для приміщень, де працюють люди, і повністю відповідають вимогам ISO. Всередині корпусу вентилятора знаходяться:

високооборотна відцентрова турбіна;
електростатичний генератор аероіонів озону O3;
елемент Пельтьє для обігріву (охолодження) повітря;
ультразвуковий випромінювач для розпилення води.

Безлопастні вентилятори Dyson можуть служити адекватною заміною кондиціонера, іонізатора, при обсязі приміщення до 40 куб. м.

Догляд і обслуговування

Вентилятори безлопастні довговічні, вони не потребують спеціального догляду та обслуговування. Як і всі побутові електроприлади, їх не можна включати при попаданні вологи всередину корпусу або в приміщеннях з відносною вологістю повітря вище 85%. Перед першим включенням у новому місці потрібно перевірити напругу в розетці (220V). Ремонтувати виріб може тільки кваліфікований персонал з групою допуску не нижче IV. Заповнення внутрішнього резервуара водою можна проводити тільки після відключення вентилятора від мережі. Якщо пристрій впав з великої висоти, перед включенням його повинен оглянути фахівець. Це потрібно зробити навіть тоді, коли вентилятор після падіння працює і на корпусі немає видимих тріщин і сколів.

Чи можна зробити своїми руками?

Для складання вентилятора своїми руками потрібно мати навички слюсарних і електромонтажних робіт, а також придбати в магазині всі необхідні деталі. Для безлопастного вентилятора потрібно придбати: