Безлопастный вентилятор – Своими Руками

Виды и принцип работы безлопастных вентиляторов

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.

Как устроен безлопастной вентилятор: устройство и принцип работы прибора

Одна из новинок рынка климатического оборудования – безлопастной вентилятор. Прибор одновременно вызывает интерес и сомнение среди потенциальных покупателей. Необычный безлопастный вентилятор удивляет внешним видом и функциональными возможностями.

Кто-то решается на его приобретение, а кто-то переживает, что деньги будут потрачены впустую. Чтобы развеять сомнения в работоспособности оборудования, нужно поближе познакомиться с его устройством, принципом работы и особенностями эксплуатации.

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.

Устройство и работа безлопастного прибора

Вентилятор без лопастей часто называют в честь его создателя вентилятором Дайсона или, как он сам называл прибор – умножителем воздуха «Air Multiplier». Это оригинальное изобретение пользуется спросом благодаря умению создавать равномерный поток воздуха и отлично вписываться в любой интерьер.

Умножитель выглядит стильно, а наличие на рынке аналогов делает его доступным широкому кругу потребителей.

Конструктивные составляющие умножителя воздуха

Умножитель воздуха от Дайсона способен многократно увеличивать воздушный поток на выходе. Причем, инженеры, дизайнеры и технологи компании создают более совершенные модели, умеющие не только обдувать предметы, мебель и людей в помещении, но и выполнять функции по очистке и увлажнению воздуха.

Однако цена таких новинок превосходит 300 долларов.

В зависимости от модели будет отличаться и само устройство прибора. Ведь чем больше функций он может выполнять, тем больше кнопок будет на панели управления.

Вентилятор без лопастей состоит из следующих частей:

В корпусе находится двигатель, отвечающий за работу прибора. Также на этой части имеются специальные отверстия, сквозь которые будет втягиваться воздух при включении умножителя.

Управлять вентилятором можно механическим или электронным способом, используя панель. В большинстве случаев предусмотрено дистанционное управление. Многие модели от различных производителей комплектуются пультом, работающим, в среднем, на расстоянии 3-х метров.

На панели управления предусмотрены:

• кнопка включения и выключения;
• реостат для регулировки скорости работы;
• другие кнопки в зависимости от модели умножителя и функций, предусмотренных производителем.

Обдуватель имеет круглую или овальную форму. Его размер полностью зависит от модели изделия. Эта часть вентилятора может иметь четкую геометрическую форму или быть в форме сердца, яблока и др.

Умножители воздуха по способу установки можно условно разделить на 3 типа:

Первые 2 типа относятся к переносным приборам, а последний – к стационарным. Часто производители предусматривают для одной модели 2 варианта: крепление на стену и установку на стол. В таком случае вентилятор обязательно комплектуется кронштейнами с дюбелями.

Вентилятор Дайсона: принцип работы

Безлопастные вентиляторы способны пропускать сквозь себя до 500 л воздуха за 1 секунду. Поток на выходе равномерно распределяется, мягко окутывая все пространство. При визуальном осмотре двигающиеся детали снаружи работающего прибора не наблюдаются. Именно так, на первый взгляд, выглядит умножитель воздуха.

Принципом такой эффективной работы безлопастного вентилятора является многократное умножение втянутого воздуха на выходе. Это происходит благодаря особой форме обдувателя и наличию полого канала особой формы внутри него.

Сначала высокоскоростной двигатель затягивает воздух сквозь маленькие отверстия у основания прибора. Затем этот воздух перемещается в канал обдувателя. Форма канала сконструирована по тому же принципу, что и крыло самолета. Поэтому, когда воздух перемещается внутри канала, его скорость увеличивается.

Из канала воздух выходит с более узкой стороны, а с обратной образуется область низкого давления. Это обеспечивает активное затягивание воздуха внутрь, объем которого в 15-20 раз превышает первоначальный, втянутый двигателем.

В результате людей, находящихся в зоне действия прибора, обдувает значительно сильнее, чем при использовании обычного лопастного вентилятора.

Особенности использования умножителя

Сфера использования вентилятора без лопастей весьма широка – это дом, офис, дача, детский сад, больница или другое муниципальное учреждение. Исключение составляют ванные комнаты, помещения с бассейном, сауны, бани. Там важно обеспечить эффективный отвод влажных паров.

Дело в том, что прибор безопасен, если им будут пользоваться дееспособные члены общества. В противном случае использование разрешается под присмотром взрослых граждан.

Помимо мягкого распределения многократно увеличенного воздушного потока вентилятор без лопастей может увлажнять воздух и охлаждать/подогревать. Процент влажности пользователь задает в настройках. Диапазон регулировки зависит от модели прибора и колеблется, в среднем, от 30 до 70 %.

Что касается функции подогрева или охлаждения, то она доступна в более дорогостоящих моделях. Желаемые параметры указываются пользователем. Еще можно подобрать модель, умеющую очищать воздух от вредных примесей, например, от дыма или чада.

Рынок климатического оборудования изобилует предложениями различных моделей безлопастных вентиляторов от многих производителей. Среди них как доступные модели стоимостью до 100 долларов, так и дорогостоящие варианты известных брендов с функциями настоящего кондиционера или сплит-системы.

Среди производителей, предлагающих свое безлопастное оборудование, можно отметить следующие компании: Flextron, SUPRA (Супра), UNISVET, Clever and Clean, Roward, Dyson, Coolguy, Aaron, RENOVA, Orion, Bladeless, БиЛюкс, MAGNIT.

Ценовой диапазон безлопастных приборов этих компаний от 2 000 до 35 000 рублей и более.

Важная характеристика, влияющая на уровень комфорта при использовании вентилятора, это уровень шума. Он может быть 40 дБ, 55 дБ, 60 дБ и более. Это важнейший параметр, который следует брать во внимание перед покупкой.

Уровень шума конкретной модели производители указывают в технических характеристиках. Причем, это предельный уровень, который достигается при работе оборудования на максимальной скорости. У дешевых приборов заявленный уровень шума может не соответствовать действительности.

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.

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.

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.

Безлопастной прибор своими руками

Вопрос о создании своими руками вентилятора без лопастей посещал многих умельцев. В ходе экспериментов домашними мастерами было получено множество работающих самоделок.

Вариант #1: изделие из пластиковых ведер

Для изготовления прибора используют пластиковую тару, простой вентилятор и клеевой пистолет.

Например, можно взять:

• 2 пластиковых ведра объемом 5 и 10 литров;
• ПВХ труба 110;
• распределительный тройник;
• заглушка.

Сначала нужно отрезать от трубы кусок длиной 15 см. Затем в 10-литровом ведре проделать сбоку отверстие строго такого же размера, как внешний диаметр трубы.

Следующий шаг – взять 5-литровое ведро и срезать 3 см от верхнего края. Еще предстоит вырезать отверстие в днище, диаметр которого на 2 см меньше, чем само дно ведра. В днище большего ведра также нужно сделать отверстие такого же размера и соединить их между собой клеевым пистолетом. Это самодельный обдуватель.

Теперь предстоит собрать корпус с двигателем, роль которого будет выполнять осевой вентилятор. Для этого надеть заглушку на боковой патрубок тройника, нанеся туда предварительно клеевой слой.

Лучше оставить небольшой зазор в 1,5-2 см, чтобы был доступ воздуха. Затем нужно ПВХ трубу надеть на один из патрубков тройника и отметить границу – это будет отрезок около 10 см, который предстоит отрезать.

Именно сюда предстоит поставить осевой электрический вентилятор нужного диаметра, а в отверстие – выводить провод для включения в электрическую сеть.

Для придания готовой самоделке эстетического вида все детали можно окрасить в один цвет аэрозольной эмалью. Например, в белый, бежевый или голубой. Корпус готов к подключению в сеть.

Если внутрь корпуса поставить емкость со льдом, то самоделка будет выполнять роль кондиционера. А при размещении кусочка ваты с 5-7 каплями эфирного масла можно наполнить всю комнату приятным ароматом.

Вариант #2: вентилятор из пластиковых труб

Прототипом второго варианта стал безлопастной прибор марки Dyson. Корпус и техническая часть собрана домашним умельцем по схеме готового изделия заводского производства.

Сооружение полезной в быту самоделки начнем с корпуса:

Как работает безлопастной вентилятор?

В последнее время в рунете периодически появляется реклама безопасного безлопастного вентилятора, предлагаем рассмотреть устройство этого климатического прибора для дома и принцип его действия. Мы также расскажем о сильных и слабых сторонах этого аппарата и основных характеристиках. После чего проведем краткий обзор нескольких моделей безлопастных вентиляторов, а в завершении статьи рассмотрим возможность создания своими руками такого необычного устройства.

Конструкция и принцип действия

В 2009 году Дж. Дайсон представил миру собственную разработку вентилятора. Особенность конструкции заключалась в отсутствии лопастей, что, тем не менее, не мешало устройству создавать устойчивый воздушный поток. Причем, объем воздуха на выходе превышал на один-два порядка, поступающий на турбину. Думаете магия? Нет, все значительно серьезней – аэродинамика.

Все дело в профиле кольца, ему придана специальная форма.

Профиль кольца безлопастного вентилятора

Благодаря этому выходящий из отверстий воздух фокусируется таким образом, чтобы перед кольцом образовалась зона низкого давления (выделена красным овалом на рис. 3).

Рис. 3. Аэродинамическое моделирование работы Воздушного Умножителя Дайсона

Поскольку такая область спереди и по бокам окружена повышенным давлением, воздух втягивается с тыльной стороны кольца, образуя устойчивый направленный поток.

Заметим, что на составление математической модели профиля, позволяющего добиться максимального эффекта и доработку технологии, у Дайсона ушло около четырех лет. Большинство китайских аналогов его устройства не могут выдать даже половинной мощности оригинального аппарата. Изобретатель запатентовал конструкцию, в частности, профиль кольца и строение турбины, нагнетающей воздух, поэтому для изготовления полноценных копий необходимо приобрести у автора права на производство.

Как работает вентилятор?

Поскольку чертеж устройства находится под защитой авторских прав, расскажем о работе вентилятора, опираясь на рисунки, используемые в рекламе этого продукта.

Как устроен безлопастной вентилятор

Пояснение к рисунку:

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

При включении турбина начинает нагнетать воздух внутрь кольца, откуда выходит под давлением в небольшую щель (А на рис. 5) или маленькие сопла.

Рис. 5. А — Щель для выхода воздуха; B – двигатель для вращения кольца

Некоторые модели (например, Flextron FB1009, KITFORT KT-401, HJ-007, Bork) имеют встроенный двигатель (В рис. 5), позволяющий менять направление кольца, а, следовательно, и воздушного потока. Часть производителей предусмотрела возможность установки в конструкцию специального аэрозоля, в результате Аirmultiplier Dyson (именно так назвал свое детище Дайсон) дополнительно выступает в роли освежителя воздуха (часть модельного ряда Kitfort, Supra,Renova, Vesson).

Встречаются безлопастные вентиляторы с охлаждением и нагревом воздуха, такие бытовые приборы вполне можно отнести к разряду полноценной климатической техники.

Оригинальные устройства выпускаются с силовой установкой (турбиной) мощностью 25 или 40 Вт. У китайских аналогов этот параметр может варьироваться в широком диапазоне. Такой небольшой мощности вполне достаточно для того, чтобы через кольцо проходило до 500 литров воздуха в секунду (опять же, это значение касается оригинальных изделий).

Плюсы и минусы

Рассмотрев строение умножителей воздуха, можно перейти к анализу их преимуществ и недостатков. Начнем с первого. Преимущества:

1. Безусловно, это безопасность. Отсутствие лопастей позволяет безнаказанно засунуть пальцы в рабочую зону функционирующего прибора, это особенно оценят те, у кого есть маленькие дети.
2. Теперь, чтобы удалить пыль достаточно провести тряпкой, нет необходимости разбирать бытовой прибор. Безопасность и простота обслуживания это только часть преимуществ Умножителя Воздуха Дайсона
3. В конструкции двигателя турбины используются неодимовые магниты, что дало возможность минимизировать силовую установку и сделать ее относительно бесшумной.
4. Экономия электроэнергии, максимальная мощность прибора 40 Вт, но в таком режиме устройство редко используется, поэтому штатная работа происходит на уровне 15-20 Вт.
5. Привлекательный дизайн, который отлично впишется в современный интерьер.
6. Плавное управление силой и направлением воздушного потока.

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.

Обзор моделей на рынке

Приведем в качестве примера несколько моделей устройств, доступных на российском рынке.

Bladeless Fan, маленький недорогой настольный вентилятор безлопастного типа. Произведен в Китае. Стоимость порядка $40-$50. Минимум функций, небольшая мощность (12 Вт) позволяют получить воздушный поток, вполне приемлемый для настольных устройств.

Относительно недорогой китаец Bladeeless Fan

Еще один бюджетный вариант с минимальным функциональным набором — Fan Leader, если верить поставщикам, польского производства. Также в настольном исполнении, в том же ценовом диапазоне, но несколько большей мощности – 35 Вт. Характерная особенность – рабочая зона выполнена в форме овала. Заметим, такая форма встречается у многих моделей, например, Орион OR-DSO2.

Fan Leader

Ну и для сравнения рассмотрим оригинальную конструкцию — модель Dayson Hot + Cool. Данный прибор выпускается в напольном исполнении. Он обладает функцией нагрева воздуха. Мощность турбины – 40 Вт, в режиме обогревателя – 2 кВт. Имеется пульт дистанционного управления, информационное табло, указывающее выбранный режим и заданную температуру. За все это удовольствие потребуется заплатить около 500 – 540 долларов.

Прекрасный образец оригинальной продукции Dayson Hot + Cool

Заканчивая тему обзора, приведем сравнительную таблицу модельного ряда Dynson и китайского аналога Unico ION.

Источники:

http://stroy-podskazka.ru/ventilyator-bytovoj/bezlopastnyj/
http://sovet-ingenera.com/vent/cond/bezlopastnoj-ventilyator.html
http://www.asutpp.ru/bezlopastnoj-ventilyator-konstrukciya-i-princip-dejstviya.html