Как работает вентилятор без лопастей

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.

Основные критерии выбора

Перед приобретением техники без лопастей необходимо ознакомиться с ее техническими характеристиками, основными критериями выбора, чтобы подобрать оптимальную модель, удовлетворяющую индивидуальным потребностям.

Размер

Данный параметр зависит от типа приспособления, но в основном они выпускаются в компактных габаритах. Мини-агрегаты настолько мобильны, что их можно разместить в машине. Напольные экземпляры занимают больше места, их высота может достигать 55 см, отдельные устройства могут быть и выше. За счет своих небольших размеров прибор легко транспортируется и устанавливается в удобном месте.

Мощность

Этот показатель влияет на расход электроэнергии, эффективность воздухообмена и степень шумности. Для больших помещений оптимальным вариантом станет мощный аппарат, который качественно охладит пространство. В таком случае громкой работы не избежать, но уровень климатических условий будет полностью оправдан.

Для больших помещений выбирайте мощный аппарат

Воздухообмен

Чтобы обеспечить хорошую циркуляцию воздуха в просторном помещении, не нужно экономить на дешевом вентиляторе, ведь эффекта от такого оборудования не будет. Для больших офисов необходимо подбирать модели с показателем 250 м

3

/час, а если параметр будет ниже, то комната не полностью охладится.

Поворот кольца

При повороте рабочего элемента по отношению к своей оси происходит больший охват вентилируемой площади. Основная часть климатической техники разработана с углом поворота до 90 градусов, но выпускаются аналоги и с показателем на порядок больше, их охват может достигать 360 градусов. Такое оборудование способно быстро создавать нужную температуру в комнате по всему периметру.

Количество скоростей

Современная техника оснащена широким функционалом, включая и плавную регулировку скоростей подачи воздуха. Удобная опция позволяет насладиться комфортной прохладой, постепенно окутывающей всю комнату. Модели с разным количеством скоростей хороши для применения, если есть дети. Можно управлять воздухоподачей, которая подойдет именно малышу.

Защитная решетка

Данный аксессуар на сегодня является обязательным атрибутом любого напольного вентилятора с подвижными лопастями. Однако даже если он есть, это еще не говорит о хорошей защите.

Маленькие любопытные дети, очень любят в процессе изучения окружающего мира, засовывать свои пальчики куда угодно. И это могут быть не только розетки.

Поэтому, если речь идет о полной безопасности вентиляторов, то ваш выбор должен стоять в сторону тех видов, которые снабжены решетками с самыми узкими и мелкими ячейками.

Прямо в магазине попробуйте, пролезает ли сквозь решетку мизинец, чтобы заранее удостоверится в безопасности вашей покупки.

Потому как даже модели с пластиковыми крыльчатками, способны переломать нежные пальчики маленьких детей.

Не так давно появились вентиляторы вообще без внешних лопастей. Так называемый вентилятор Дайсона.

Как же он работает и раздувает воздух? В основании устройства расположена турбина, которая забирает окружающий воздух и придает ему ускорение.

В итоге он вылетает в определенном направлении из щелей по окружности рамки.

В таких устройствах совмещают одновременно:

обдув и охлаждение

обогрев 

очистку воздуха от неприятных запахов

Казалось бы, это и есть самый идеальный вентилятор. Никаких наружных вращающихся деталей, много функций, плюс компактность и красивый внешний вид.

Однако все портит цена вопроса. На высокопроизводительные модели она доходит до такой планки, что гораздо выгоднее приобрести кондиционер.

Ну и в конце рассмотрим несколько экзотичных и необычных вариантов вентиляторов. Например, самый дорогой и гигантский ветродуй, который построили инженеры во Флориде.

С его помощью проверяют, насколько здание способно выдержать ураганный ветер. Он состоит из 12 турбин мощностью по 700 л.с. каждая.

Такой гигант может создать искусственный поток воздуха скоростью до 250 км/ч! Такая же мощь была у знаменитого урагана ”Катрина”.

Есть и совсем портативные и оригинальные варианты – бейсболка с пропеллером на солнечных панелях.

Или карманный вентилятор с питанием от USB, а также на батарейках.

Однако пользы от таких гаджетов никакой. Это скорее игрушечный аксессуар для развлечений.

Разве что модельки подключаемые от USB, можно удобно воткнуть в ноутбук и получать хоть какую-то прохладу непосредственно на рабочем месте.

Типы вентиляторов по способу монтажа

Как было обозначено выше, по методу монтажа вентиляционные устройства делятся на 4 группы: стандартные, крышные, канальные и многозональные.

Обычные вентиляторы, как правило, идут в комплекте с опорной рамой или держателем. Их монтаж не вызывает каких-либо сложностей.

Крышные агрегаты устанавливаются на кровле постройки и выступают заключительным звеном вентиляционной системы здания. Такие вентиляторы подвергаются воздействию негативных внешних факторов (дождь, снег, порывы ветра), поэтому изготавливаются из особо прочных материалов. Практически все модели оснащаются защитным конусом, предупреждающим засорение корпуса.

Крышные вентиляторы

При выборе крышного вентилятора учитывают специфику обустраиваемого помещения. Например, для детского сада, больницы или школы подбирается модель с низким уровнем шума. Для производственного цеха приоритетом будет мощность оборудования.

Канальные вентиляционные установки размещаются в вентканалы и осуществляют вытяжку и приток воздуха через систему воздуховодов. Конструкция канальных вентиляторов обычно диагонального или радиального типа, реже — аксиального.

Выбор прибора осуществляется с привязкой к форме воздуховода. Выпускаются агрегаты для круглых, квадратных и прямоугольных шахт.

Установка в вентиляционный канал вентилятора осевого вида

Многозональные вентиляционные установки оснащены корпусом, позволяющим подсоединить несколько всасывающих воздуховодов, которые исходят из разных зон. Такие вентиляторы незаменимы в помещениях, где требуется обустроить вытяжку в разных комнатах, а отводящий воздуховод всего один.

Многозональный вид вентилятора для обустройства частного дома

Дополнительное преимущество — упрощение эксплуатации. Обслуживать необходимо один, а не несколько вентиляторов.

3 Основные преимущества

У безлопастного прибора есть много преимуществ по сравнению с привычным вентилятором. Он идеален для использования в быту и офисных помещениях. Устройства отличаются следующими положительными характеристиками:

• бесшумны и не создают вибрации;
• при работе нет сквозняков, не накапливают пыли, поскольку не имеют для этого деталей, что делает гигиеничным вентилятор без лопастей;
• горизонтальный и вертикальный объем поворота делает их очень удобными при использовании;
• приборы довольно устойчивые;
• из-за отсутствия наружных движущихся деталей считаются безопасными, что исключает травматизм;
• низкое энергопотребление, ведь они расходуют намного меньше, чем лопастные вентиляторы;
• выделяются современным дизайном.

Все эти приборы оснащены дистанционным управлением, что делает их очень удобными в процессе эксплуатации. Пульты управления закрепляют к корпусу, чтобы было удобно управлять и не потерять. Почти все пульты оснащены различными опциями, где можно выбрать нужный режим работы. Такое изделие помогает в быту и на работе без шума и дискомфорта получать свежий поток воздуха.

Кроме плюсов, у вентилятора есть свои минусы: если покупать более мощный прибор, то он издает во время работы шум, что очень ощущается при большой скорости. Цена у современных моделей высокая. Если покупать более дешевые аналоги от китайских производителей, то они отличаются неустойчивостью и скрипом.

Советы по выбору

• Климатическое оборудование пользуется спросом за счет своей безопасности и низкого потребления электроэнергии. Его можно применять даже в местах, где есть маленькие дети, при этом не бояться, что они могут пораниться;
• Умножитель воздуха работает по инновационным технологиям, позволяющим создавать максимальный комфорт и требуемые климатические условия;
• Эффективная подача воздушных масс происходит равномерно по всей комнате, они попадают даже в отдаленные углы;
• Учитывая разновидность устройства, можно подобрать наиболее оптимальный вариант. Компактные приборы можно устанавливать даже в автомобилях, они полностью заменяют кондиционер;
• Работают такие приспособления с механическим или электронным управлением. Агрегаты с пультом

  ДУ

  стоят значительно дороже механических аналогов, однако для переключения режимов не понадобится вставать с места;

• Практически все экземпляры, независимо от производителя, работают при высоком уровне шума, что иногда может вызывать дискомфорт. Однако быстрая охлаждаемость квартиры сглаживает этот недостаток;
• Стильные приборы легко справляются с поставленными задачами, при этом создавая мягкий поток воздушных масс. По сравнению с обычными вентиляторами, не сушат кожу.

Посмотрите видео о принципе работы и преимуществах безлопастного вентилятора

2 Основные типы

На современном рынке доступны самые различные типы вентиляционного оборудования. В зависимости от способа работы и особенностей конструкции, бывают такие виды вентиляторов:

1. 1. Диагональные.
2. 2. Центробежные.
3. 3. Осевые.
4. 4. Безлопастные.
5. 5. Перекрестные.

Также устройства могут отличаться направлением передвижения рабочего колеса. В связи с этим в качестве вентилирующего устройства используют:

1. 1. Лопасти вентилятора с правым вращением, то есть по часовой стрелке по отношению к стороне всасывания воздушных масс.
2. 2. Узел с левым вращением. В таком случае воздушный поток направлен против часовой стрелки.

Следующая группа вентиляторов включает в себя мощные устройства, которые не боятся коррозийных процессов. Они выполнены из передовых материалов и предназначаются для специфических условий, где есть риск развития коррозии.

Термостойкие вентиляторы не боятся продолжительного пребывания под воздействием температуры свыше 80 градусов Цельсия. Они особенно востребованы в жарком климатическом поясе, где есть вероятность быстрого перегрева бытовых приборов.

В зависимости от способа и места монтажа, вентиляторы могут быть стандартными, канальными и крышными. Стандартные модели фиксируются на специальной опоре, в качестве которой используется бетонный фундамент, металлическая рама или любое другое фиксирующее средство. Канальные вентиляторы закрепляются непосредственно в воздуховоде. Что касается крышных моделей, то их закрепляют непосредственно на кровельной конструкции.

Также существует три категории устройств в зависимости от величины давления, появляющегося при передвижении воздушных масс:

1. 1. До 1 кПа (пониженного давления).
2. 2. До 3 кПа (повышенного давления).
3. 3. До 12 кПа (высокого давления).

Осевой или аксиальный

С виду вентилятор такого типа — это металлический кожух в виде цилиндра, где располагается колесо с лопастями разной конфигурации, установленное на один вал с приводом. Корпус имеет специальные перфорации для надежного закрепления на месте использования. Поток воздуха поступает параллельно оси вращения. На входе располагается коллектор — он улучшает аэродинамику изделия в процессе работы. Как работает изделие, можно объяснить довольно просто.

1. Закрепленный на специальной раме электрический двигатель раскручивает рабочее колесо вентилятора, насаженное на один вал с ним.
2. Обороты крыльчатки идентичны установленным изготовителем параметрам привода.
3. Лопасти закреплены на ступице таким образом, чтобы захватывать слои воздуха и направлять их вдоль оси. Размах лопастей не имеет четких градаций: в быту используют длиной в несколько сантиметров, а в промышленности — до нескольких метров.

КПД осевых агрегатов значительно выше других изделий, напор воздушной массы  и ее количество можно регулировать за счет изменения угла атаки лопастей. Этот вид вентиляторов используется для перемещения очень больших воздушных масс при низком встречном сопротивлении.

Ниже приведен чертеж осевого вентилятора, где 1 – корпус; 2 – рабочее колесо; 3 – лопатки; 4 – электродвигатель.

Достоинства:

• сравнительно небольшое энергопотребление;
• механизм работает исправно без вмешательства человека;
• для установки не требуется много места.

Недостатки:

• изделие исправно работает только с воздухом без примесей;
• высокая вибрация и соответственно шум.

Типы

Помимо разных видов конструкций, вентиляторы делятся на типы, отличающиеся процессом подачи воздуха. Осевые используются чаще всего в быту, поскольку их стоимость ниже, чем у аналогов. Радиальные идут на втором месте по популярности. Безлопастные модели мало где можно встретить, поскольку они дорогие из-за сложной конструкции.

Осевые

Процесс работы устройства заключается в осевом перемещении лопастей при помощи электропривода. Этот вариант наиболее распространен в быту из-за низкой стоимости и практичности.

Радиальные

В устройстве в виде колонны встроен специальный цилиндр с лопастями, который выдавливает воздух под давлением. Этот механизм работает тише, в сравнении с осевым, при этом занимает мало места. Некоторые модели оснащены радиусом обдува 360 градусов.

Безлопастной

Безлопастной вентилятор подает воздух в комнату при помощи турбины. Воздух всасывается устройством и выдавливается с большим давлением. Из-за сложной конструкции стоит дороже аналогов, но он самый безопасный по причине отсутствия лопастей.

Основные преимущества и недостатки «невидимого вентилятора»

Самое главное преимущество таких устройств – это безопасность. Благодаря отсутствию движущихся частей в зоне досягаемости, такой аппарат не сможет никого поранить. Кроме этого можно отметить:

• Энергоэффективность такого устройства. При одинаковом энергопотреблении, безлопастные модели имеют мощность в 6-8 раз выше по сравнению с обычными вентиляторами.
• Равномерность и узконаправленность воздушного потока, в отличие от «рваного» и турбулентного, создаваемого лопастями.
• Хорошая устойчивость даже напольного безлопастного вентилятора, за счет отсутствия вибрации создаваемой лопастями классических моделей.
• Возможность плавной регулировки мощности.
• Возможность дистанционного управления аппаратом.
• Простое обслуживание и уход. 

Несмотря на такие впечатляющие характеристики, в конструкции этого климатического устройства не обошлось без недостатков. Основным и достаточно значимым минусом является высокий уровень шума, создаваемый аппаратом. Вторым, и, наверное, последним недостатком является достаточно высокая стоимость устройства.

По заявлению специалистов, наибольшие перспективы у бытовых моделей из-за их безопасности. Есть надежда, что инженеры устранят высокую шумность безлопастных вентиляторов, а высокий спрос на такие модели заставит многих производителей переориентироваться на их производство, что неминуемо приведет к снижению цены.

Этот обзор хотелось бы начать с одного из самых востребованных у наших соотечественников устройств, работающего на основе технологии «воздушного множителя», вентилятора Dyson Air Multiplier 01. Именно это устройство стало родоначальником всех моделей «воздушных умножителей», как назвал свое изобретение сам новатор, британец Джеймс Дайсон.

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.

Как работает безлопастный вентилятор

Работает безлопастное устройство почти так же как двигатель реактивного самолета

. В него тоже встроена специальная турбина, которая осуществляет циркуляцию воздуха. Данный элемент встроен в ножку самого вентилятора. Он обеспечивает бесшумную работу устройства.

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 значительныенедостатки:

1. Наличие шума и вибрации. При беззвучной работе турбины выброс воздушного потока сопровождается сильным гулом.
2. 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.

В этом уроке мы сделаем безлопастной вентилятор, используя трубки из ПВХ, пластиковый контейнер и лист стекловолокна.

За данный проект отдельное спасибо ребятам с канала DYI King на Youtube, которые вдохновились созданием безопасного вентилятора. Но самое приятное в этом безлопастном вентиляторе то, что, в отличие от большинства самодельных вентиляторов, проект не требует использовать 3D-печать, а итоговая стоимость может составить менее 10 долларов США.

Ниже на видео вы можно увидеть весь процесс создания вентилятора.

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:

1. 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.
2. 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.
3. Заявленное в рекламе 15-ти кратное увеличение потока технически верное, но есть определенный нюанс. Это величина характерна для максимального режима, который практически не используется.

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 домашних 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 в офисе.
• 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.

Выводы и полезное видео по теме

Об устройстве и принципе работы усовершенствованной модели безлопастного вентилятора от компании Dyson в видео обзоре:

Преимущества безлопастных вентиляторов рассмотрены в видео ролике:

О том, как из подручных материалов собрать вентилятор без лопастей, можно посмотреть в следующем видео:

https://youtube.com/watch?v=KeD7oiwXDeU

Вентилятор без лопастей можно сделать «с нуля», потратив на это минимум усилий и материалов. Пошаговая инструкция по сборке в видео ролике:

Рассмотрев особенности устройства и работы безлопастного вентилятора и ознакомившись с модельным рядом у различных производителей, можно составить свое мнение о нем. Изделие от известных компаний стоит недешево, но вполне способно заменить собой кондиционер. Более дешевые аналоги громко шумят, скрипят и могут не умножать воздушный поток в объеме, указанном в инструкции.