История вентиляции и ее развития от истоков до современности
Сегодня вентиляцией в квартирах, офисах, общественных помещениях сложно кого-либо удивить. Но ведь так было не всегда – чтобы добиться комфортного микроклимата в помещениях, приходилось придумывать всевозможные способы. В течение сотен тысяч лет вентиляция заметно эволюционировала – начиная от привычного и простого проветривания, заканчивая автоматизированной системой контроля микроклимата. Но разберемся, что собой представляет вентиляция в принципе.
Что такое вентиляция и для чего она нужна?
Вентиляция по сути предполагает собой процесс удаления из помещения загрязненного воздуха на смену свежему. Именно благодаря этому, удается организовать благоприятный микроклимат в комнатах любого назначения, воздух насыщается кислородом.
Первым делом помещение с хорошей аэрацией способствует хорошему самочувствию и здоровому функционированию человеческого организма. Также поддержание оптимального микроклимата – гарантия длительной сохранности различных предметов, материалов, продуктов, а также замедление разрушения строительных конструкций.
Вентиляция позволяет справиться с:
- излишним теплом;
- чрезмерной влагой;
- пылью, грязью;
- вредными веществами, парами, газами.
Историей вентиляции мало кто интересуется, но это на самом деле долгий путь, который идет из глубокой древности.
Вентиляция и отопление зданий в Древнем мире и Средних веках
Еще при сооружении дворцов, царских палат, культовых зданий поднимался вопрос циркуляции воздуха в помещениях. Но отсутствие должных знаний и опыта не позволяло вентиляционной системе полноценно выполнять возложенные на нее функции. Со временем попытки были более успешными – с каждым разом удавалось организовывать более совершенную вентсистему.
Какой была вентиляция в Древнем Египте?
Один из ярких примеров – пирамида Хеопса. Строители того времени на удивление предусмотрели отлично функционирующую вентиляционную систему – расположение воздуховодов было четко продумано. Из камер «Царя» и «Царицы» направлены шахты в южном и северном направлениях (ширина – в пределах 20-25 см). Каналы-воздуховоды из первой имеют выход наружу на склонах внизу и вверху всей конструкции. Из камеры «Царицы» шахты не находят выход на улицу – к тому же, имеют даже специальные перекрытия в виде дверок с ручками. За той, которая расположена в южной стороне, исследователями было выявлено незначительное свободное пространство и еще одна каменная дверь. С обратной стороны последней обнаружены петли и какие-то обозначения. Эти находки совсем недавние – некоторые начинают сомневаться, что описанные «пути» являются воздуховодами. Появилась теперь противоположная версия, что дверки – открывают дорогу душам умерших, а символы помогают попасть им в царство Анубиса.
Но даже, учитывая эти противоречия, выводы сделаны: и при таком расположении воздуховодов обеспечить должную, отлично функционирующую вентиляцию довольно сложно. С учетом того факта, что вентиляция пирамиды теперь необходима не только древним жрицам и царям, а и туристам. Да и важен момент – как можно дольше сохранить конструкцию и предотвратить преждевременное разрушение.
В связи с этим на сегодняшний день в пирамиде Хеопса в качестве дополнительного оборудования используется такое, которое бы позволило нормализовать микроклимат внутри, устранить лишнюю влагу.
Знания и опыт приходили к египтянам со временем и порой неприятным опытом. Например, те же работники, непосредственно занимающиеся обработкой камня, замечали разницу между работой в пыльном помещении и на улице. Первый вариант не только был некомфортным – в итоге у людей проявлялись серьезные заболевания дыхательных путей. Это стало толчком к тому, чтобы задуматься об отведении каменной пыли с рабочего места – а для этого требовалось предусмотреть свободное движение воздуха.
«Вебасто из СССР»: как работает печка-автономка от ЗАЗ и чем она может быть полезна сегодня
«Ушастые» и «Горбатые» уже почти все сгнили, а вот печки от них продолжают жить и греть! Нештатное использование и «тюнинг» бензиновых отопителей от «Запорожца» – весьма массовое явление в отечественном автомире «лоукост-категории» и редкий пример того, как отдельная запчасть пережила сам автомобиль, в который устанавливалась.
Мы нечасто публикуем статьи по каким-то самоделкам – все же для них есть более узкоспециализированные издания. Но иногда такое случается в особо интересных случаях!
Cама конструкция бензиновой/дизельной печки косвенного нагрева (где топливо сгорает внутри котла-теплообменника, который обдувается снаружи вентилятором для получения потока горячего воздуха) – не изобретение лидирующих в этой сфере компаний типа Webasto или Eberspacher, она существовала задолго до их появления. Немцы просто довели хорошо известную схему до совершенства в мелочах и обвесили различной сервисной электроникой.
В СССР же долгие годы был в ходу свой «эбершпехер» в виде отопительной установки нашей самой знаменитой машины с мотором воздушного охлаждения – «Запорожца». Как «горбатого» ЗАЗ-965, так и «ушастого» ЗАЗ-968. Рубашка из горячего антифриза вокруг мотора «Запора» отсутствовала, и брать попутное тепло было неоткуда. Поэтому заводчанам пришлось оформить печку в виде полностью самостоятельного устройства, независимого от двигателя. Решение вполне типичное для своих лет: такие же автономные бензиновые печки были и в других машинах с двигателями-воздушниками – и в буржуйских Порше, и в соцлагерных Татрах.
Что интересно, в «ушастом» ЗАЗ-968 эта печка стояла впереди (то есть, в переднем багажнике) и обогревала только салон. А вот в более старом ЗАЗ-965 она располагалась сзади, в моторном отсеке рядом с двигателем, и имела отдельный патрубок, из которого горячий воздух направлялся на верхний кожух двигателя – в мороз печка выполняла роль предпускового подогревателя!
Эта же печка производства Шадринского автоагрегатного завода ШААЗ использовалась на значительно менее распространенных ЛуАЗах, а также на разной строительной и специализированной технике, зачастую бензиновых моторов не имеющей в принципе – например, на башенных кранах или в разного рода управляющих кабинах.
Ну и, как это часто бывает, имел место массовый курьез. На своем родном месте печка ШААЗ вызывала потоки ненависти от запороводителей, а вот будучи извлеченной из «ушастого», имела популярность и спрос, не снижающийся и поныне, даже в XXI веке. Почему так происходило?
У «ЗАЗопечки» имелся ряд неприятных особенностей. Во-первых, топлива она жрала очень много, почти как основной двигатель машины. Во-вторых, поджиг бензина осуществлялся в ней свечой накаливания, которая потребляла более полутора десятков ампер тока и при коротких поездках быстро разряжала аккумулятор даже при вполне исправном генераторе. В-третьих, печка была очень шумной – рев воздуха и свист подшипников мотора могли заглушить даже основной мотор. Ну и, наконец, особенность народного мышления почему-то исключала печку из числа узлов, требующих обслуживания, в результате чего у многих она была постоянно забитой сажей, плохо греющей, нестабильно запускающейся и смердящей бензином в салон. Что не способствовало любви ни к печке в частности, ни к «Запорам» в целом. Кстати, между делом, стоит пояснить для поколения ТикТока – эта культовая машина из анекдотов всегда называлась «зАпор», с ударением на «а». А не «запОр», как почему-то многим кажется.
В итоге среди рукастых автовладельцев стало популярным переводить запоровскую печку на газовое питание и искровое зажигание. Это позволяло ей запускаться практически мгновенно, работать экономично, не издавать неприятного запаха и потреблять на поджиг 1 ампер тока вместо 16. После такой «реновации» печка ШААЗ успешно работала и в самих «Запорожцах», где пятилитрового баллона с жидким пропаном хватало чуть ли не на всю зиму, и на отоплении гаражей, и в самой разной иной технике – ценители «русской вебасты» отапливают ей фургоны, грузовики, автодома и тому подобные транспортные средства и прицепы.
Безусловно, этот вариант подходит лишь тем, кто готов к некоторым слесарным и электромонтажным работам. Однако за переделку запоровских печек сегодня активно берутся даже дилетанты – инструкций в интернете масса, а стоимость печки от 500 до 1500 рублей окупает усилия, поскольку даже безымянные китайские клоны немецких автономок требуют от 10-12 тысяч рублей.
В своем штатном виде печка включает в себя котел, «карбюратор», нагнетательную турбинку, кожухи для подключения к системе воздуховодов машины:
Собственно, с кожухов многие и начинают переделку и попутный капремонт печки – их часто просто выкидывают целиком, ибо в изначальном виде они оптимизированы для «Запорожца» и при использовании отопителя вне его практически бессмысленны.
Основа всей печки – котел-теплообменник из нержавейки. Внутрь него впрыскивается бензин, вдувается воздух для горения, а наружу отводится выхлоп – через крупный патрубок с массивным фланцем под болты (на фото он сверху). Котел засунут в хлипковатый кожух – крашеную термостойкой серебрянкой трубу из жести типа кровельной.
За питание печки отвечает «карбюратор», очень похожий на настоящий карбюратор – с поплавковой камерой, иглой, жиклером и даже встроенным электромагнитным клапаном, перекрывающим подачу бензина, когда печка выключалась. Почему в кавычках? Да потому что, собственно, карбюратор занимается в первую очередь приготовлением топливо-воздушной смеси, а «карбюратор» печки ШААЗ подавал в нее лишь топливо и миксованием его с воздухом не занимался. Поэтому его правильнее назвать дозатором бензина, а не карбюратором.
Строго говоря, при переводе печки на газ этот «карбюратор» абсолютно не нужен – его можно открутить и отправить в утиль целиком. А дозатором питания для печки в переделанном на газ варианте служит жиклер (любого вида втулочка) с отверстием 0,8-1,0 мм – не штатный жиклер «карбюратора», а самодельный – изготовленный с нуля, подходящий или рассверленный, взятый от какого-то карбюратора от двигателя. В каком месте тракта питания будет стоять этот жиклер – непринципиально. Хоть непосредственно в штуцере, выходящем из печки, хоть в любой точке резинового газового шланга. Можно даже запаять 100-ваттным паяльником наглухо подводящую трубку питания, а затем просверлить в пробке из припоя отверстие тонким сверлом 0,8-1,0 мм.
Турбинка-нагнетатель в ШААЗе – спаренная: на оси моторчика установлены две различные крыльчатки.
Первая – металлическая (слева) – работает в горячей зоне. Она вставляется при сборке печки в полость камеры сгорания и нагнетает в нее воздух для горения топлива, который засасывается через боковой патрубок (на фото сверху). Затем этот воздух выходит наружу в виде выхлопных газов.
Вторая крыльчатка (справа) – пластиковая, более крупная, и она занимается продувкой воздуха по внешней поверхности раскаленного котла и снятием тепла – этот воздух как раз и идет в салон автомобиля. Потоки от двух крыльчаток разделены и не смешиваются.
Особенность моторчика печки ШААЗ – в его низкой эффективности из-за маленькой крыльчатки коаксиальной конструкции (как в свое время уступал коаксиальный вентилятор печки ВАЗ 2101-07 центробежному вентилятору ВАЗ 2108-99), шумности и склонности умирать из-за закисания бронзо-графитовых втулок, в которых вращался ротор. Причем, несмотря на малую эффективность продувки, ревел и завывал он, даже свежий и исправный, вполне по-взрослому…
Любопытный элемент печки – термовыключатель: мощная кнопка-«микрик» с контактной «тройкой». Кнопка закреплялась в кронштейне с торчащей из него заглушенной на конце длинной металлической трубкой. Когда термовыключатель смонтирован с помощью накидной гайки на своем рабочем месте, эта трубка находится в камере сгорания, в самом пламени. Внутри же трубки – тонкий кварцевый стержень, который при удлинении трубки от разогрева перемещался на пару миллиметров, коммутируя кнопку.
Через этот термовыключатель в ШААЗе штатно подключены свеча накаливания и двигатель нагнетателя. После того как внутри котла устанавливалось устойчивое горение, термовыключатель автоматически обесточивал свечу накала, и далее горение было самоподдерживающимся. А после выключения печки термовыключатель еще некоторое время до своего остывания подавал питание на вентилятор – для дожигания остатков топлива, продувки и охлаждения котла.
При переделке печки на газ и на искровое воспламенение термовыключатель иногда сохраняют, иногда не используют. Отключать искровую свечу, в отличие от свечи накаливания, с помощью него не нужно – хотя газ также прекрасно может гореть сам по себе, надежнее, когда искра будет на электродах свечи постоянно. Если по какой-то причине факел погаснет, он мгновенно вспыхнет снова. А потребление тока у искрового поджига – ничтожное. Если штатный термовыключатель оставляют, то в качестве таймера для обеспечения продувки котла после выключения и для управления газовым электроклапаном (о нем будет ниже).
В любом случае, если штатный термовыключатель не используется, он должен либо стоять на своем законном месте неподключенным, либо вместо него необходимо подобрать какую-то заглушку. Ибо его отсутствие создает дыру в камере сгорания.
Родная свеча накаливания для воспламенения бензина называется СЗ65А, и она, как ни странно, еще производится и может быть приобретена. На каждом углу ее, разумеется, уже не найдешь, но в крупных магазинах автозапчастей она попадается рублей по 350-400.
Свеча устанавливается в камеру сгорания через медную шайбу и прижимается накидной фланцевой гайкой. Пропан она воспламенить не в состоянии, и при переводе печки на газовое питание штатная свеча полностью отправляется в утиль – сохранить нужно только крепежную накидную гайку и (иногда) – съемный кожух от свечи накаливания с прорезями, защищающий спираль.
Собственно, готовую свечу для искрового поджига, которую можно было бы просто закрутить «bolt-on» вместо свечи накаливания, искать в магазине не стоит – свечей с такой резьбой нет в природе. Их делают кустарно из обычных автомобильных свечей – без каких-либо проблем подойдет и уже работавшая, неновая.
Если используется современная компактная и тонкая свеча под ключ на 16, то ее металлическую шестигранную часть слегка обтачивают, чтобы она прошла в отверстие посадочного места, а длины резьбовой части штатной накидной гайки хватило бы, чтобы закрепить свечку.
Если используется свеча с классическими размерами под ключ на 21, то ее металлическую часть может и не получиться обточить – диаметр и высота еще не приблизятся к необходимым, а резец, напильник или болгарка уже дойдут до толстой керамической части. В этом случае можно срезать металлические элементы со свечи полностью, укоротить часть керамического изолятора, укоротить слегка центральный электрод, а его кончик загнуть вбок. На такую «свечу» надевается съемный кожух от родной свечи накаливания (служащий как для центровки и выступающий в качестве бокового электрода), и этот «франкенштейн» ставится на штатное место через родную же медную прокладку. Вполне работоспособный вариант.
В качестве источника искры высокого напряжения самодельщики используют разные варианты. Самый простой несложно найти в массе отчетов по переделке ШААЗовской печки – примитивный генератор импульсов из обычного 5-контактного автомобильного реле, которое коммутирует обычную автомобильную катушку зажигания. Вариант вполне работоспособный, но ненадежный и шумный. К катушке по надежности вопросов нет, а вот реле в режиме непрерывного «треска» работает не слишком долго.
Также распространен вариант искрогенератора из обычного коммутатора от карбюраторных переднеприводных ВАЗов в тандеме с блоком аварийного зажигания «АЗ-1». Вариант вполне надежный, хотя и громоздкий. А кто дружит с паяльником, делает простейший самодельный электронный генератор, коммутирующий катушку:
Собственно, после изготовления искрового зажигания остается подключить к печке газ. От обычного перезаправляемого пропанового баллона с редуктором любой емкости – годится и мобильный 5-литровый, и стационарный 50-литровый. Одни самодельщики подают газ в печку напрямую от баллона, отворачивая вентиль на нем, а другие – через нормально закрытый электроклапан от автомобильного газового оборудования, включенный в тракт после вентиля на баллоне. Разницы в конечном результате нет – просто электроклапан последовательно с ручным вентилем не делает использование печки чуть более безопасным, если он включается через вышеупоминаемый термовыключатель. В этом случае газ будет перекрыт при остывании термовыключателя, когда вдруг печка по какой-то причине погасла.
Тем не менее критически необходимым газовый клапан не является. Главное, строго соблюдать последовательность пуска и выключения печки. Сперва включается моторчик-нагнетатель воздуха и искрогенератор (одной общей кнопкой), а затем подается газ – поворотом вентиля и открытием электроклапана либо просто поворотом вентиля, если клапан не используется. Последовательность именно такая – не наоборот, что чревато взрывом переполненного газом котла (с выбросом сажи в легком варианте, а то и с разрушением целостности котла!).
Выключение происходит в обратном порядке. Сперва перекрывается газ, а затем (спустя примерно пять минут), выключается вентилятор-нагнетатель. Эта задержка нужна, чтобы выгнать остатки несгоревшего газа и остудить раскаленный котел.
Чтобы устранить человеческий фактор в алгоритме пуска и выключения печки, часто самодельщики делают простейшую релейную схему, не позволяющую перепутать последовательность действий и обеспечивающую автоматическую задержку на продувку – либо с помощью штатного термовыключателя, либо на разных копеечных таймерах с Алиэкспресс.
Ну и подытожить можно традиционными рекомендациями аккуратности и осторожности! Газ – вещь не страшная, как многие ошибочно считают, но лишь при тщательности в подходе и внимательности!
Научно — исследовательская работа(проект) по физике «Вентилятор»
«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Конференция НОУ «Интеллект»
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
Останкинская средняя школа
Выполнил: Земцов Александр Владимирович
ученик 8 класса
Истомина Марина Васильевна,
учитель физики высшей
1.2. Анализ существующих образцов вентиляторов .………………………………6
2 Материалы и методики исследования ………………..………………………. 11
2.3 Электрическая схема вентилятора ……………. …. 13
2.4 Принцип работы вентилятора………………………………………………….13
3 Результаты и их обсуждение ……………………………………………………..15
Темными зимними вечерами мы с нетерпением ждём, когда к нам в окна заглянут ласковые лучи солнца. Но, как только солнце начинает нещадно палить в эти же самые окна, и дома становится душно и жарко, мы забываем о своих зимних мечтаниях, и хотим любыми способами решить возникшую проблему. Наша квартира расположена таким образом, что в первой половине дня во всех комнатах в окна светит солнце. В квартире, соответственно, господствует духота, особенно, в летнее время. Естественный воздухообмен сводится к минимуму, и поэтому установка бытового вентилятора не просто желательна, а даже необходима. Но зимой покупка вентилятора неактуальна, а в сезон вентиляционные приборы достаточно дорогие.
Кроме того, мы часто слышим о том, что вещи, сделанные своими руками, приносят в наш дом уют и теплоту. И для этого не всегда нужно затрачивать много средств. И мне тоже захотелось внести в свою комнату что-то новое, интересное, оригинальное и создать в ней уют и комфорт.
Поэтому я решил изготовить настольный вентилятор, который бы нее только оказался полезен, но и радовал глаз. Отсюда возникла цель моего проекта:
ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: создать мини – вентилятор с функцией освещения.
— Изучить историю возникновения вентиляторов
— Выяснить принцип работы вентилятора
— Создать мини – вентилятор своими руками.
— Научиться самостоятельно выбирать необходимые материалы и применять нужные инструменты.
— Проверить работу созданного изделия на практике.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1.Историческая справка.
Вентилятор – это специальное устройство, которое используется в системе вентиляции для перемещения газов, имеющих степень сжатия не менее 1,15 кПа. Вентиляторы обычно используются для перемещения воздуха — для вентиляции помещений, охлаждения оборудования, воздухоснабжения процесса горения. Исходя из этого, основное применение вентиляторов заключается в следующем:
— системы принудительной местной вентиляции зданий и помещений;
— обдув нагревательных и охлаждающих элементов в устройствах обогрева и кондиционирования воздуха;
— обдув радиаторов охлаждения различных устройств.
История этого простейшего приспособления для создания освежающего воздушного потока уходит вглубь веков. Считается, что впервые складной веер был создан в VI веке в Японии, после чего попал в Китай. В течение многих веков и до наших дней веер оставался элементом культуры народов Востока.
Фотография 1. Веер .
Еще в древности люди начали использовать различные приемы организованной вентиляции в закрытых помещениях, но они сводились только к естественному проветриванию.
В Европе опахала появились в XV — начале XVI века. Были они перьевые, из бумаги, из ткани в форме флажка или круга на ручке, которая вращалась наподобие трещотки. Делали их из дорогих пород дерева, кости, золота. Украшали жемчугом, драгоценными камнями. Иногда в ручке был тайник для записок или яда. Поистине это были произведения искусства. Многие из них оценивались в целое состояние.
Фотография 2. Веер.
В эпоху промышленной революции XIX в. начались попытки механизировать все, включая индивидуальную вентиляцию. В 1830 г. американец Джеймс Барон получил патент на механическое опахало, приводимое в движение замысловатым механизмом. Пластина, расположенная над головой отдыхающего, совершала возвратно — поступательные движения, пока не опускалась до пола предварительно поднятая гиря. После этого нужно было пригласить слугу, чтобы намотать трос на барабан и приготовить аппарат к новому циклу работы.
Фотография 3. Опахало.
В конце 19 века, великий американский изобретатель Томас Эдисон создал
Фотография 4. Томас Эдисон .
первый в мире электрический бытовой вентилятор. Крыльчатка его вентилятора не сохранилась, но электромотор на треноге, почерневший от времени, является бесценной реликвией истории бытовой техники.
Фотография 5. Вентилятор Эдисона.
С конца девятнадцатого века вентиляция с механическим побуждением движения воздушных масс получила широкое распространение. И уже в конце XIX века производство электрических вентиляторов было поставлено на коммерческую основу. Первой это сделала американская компания Crocker&Curtis. Облик настольного вентилятора достаточно быстро принял привычный для нас вид.
1.2. Анализ существующих образцов вентиляторов.
Бытовой вентилятор предназначен для создания потока воздуха в помещении, обеспечивающего комфортное пребывание в летний период. Обычный используемый в быту вентилятор, по большому счету, представляет собой ротор, на котором особым образом закреплены лопатки. При вращении ротора лопатки сталкиваются с воздухом, при этом отбрасывая его. В каком направлении будут отбрасываться воздушные потоки, напрямую зависит от формы и расположения лопаток. Перемещение воздуха происходит из-за создания перепада давления между входом и выходом вентилятора. Я с интересом ознакомился с различными видами вентиляторов, выяснил, по каким признакам они классифицируются и чем отличаются друг от друга. Оказывается, существует очень много различных вентиляторов. Остановлюсь подробнее на бытовых, так как именно они представляют для меня особый интерес.
Бытовые вентиляторы классифицируются : — по размеру, — производительности, — числу лопастей, — исполнению, — функциональности.
По исполнению бывают: — напольные, — настольные, — потолочные.
Число лопастей может быть от трёх до шести.
Вентиляторы могут иметь следующие функции: — регулировка скорости вращения, — «автоповорот».
Все вентиляторы, которые используются в системе вентиляции и кондиционирования, отличаются друг от друга по типу конструкции :
Таблица 1. Типы вентиляторов.
Устройство и принцип действия
Конструкция осевых изделий предельно простая: кожух с монтажными отверстиями для прочного закрепления на месте эксплуатации, электродвигатель вмонтирован внутрь устройства, а рабочее колесо — плотно посажено на вал электропривода. Напор потока, как и его расход, регулируется расстоянием между лопастями.
низкий уровень шума при работе; компактность корпуса; лёгкость; простота в эксплуатации; дешевизна; простота конструкции; малый расход электроэнергии; высокий КПД; возможность изменять скорость вращения лопаток
ограничен диапазон рабочего давления, что снижает область применения конструкции; невысокая мощность
авиационные турбины; очистители от примесей, опасных для здоровья человека(шахты, подземные коммуникации); в бытовых приборах( кулеры в системном блоке ПК, фены для сушки волос)
Имеет вращающийся ротор, состоящий из лопаток спиральной формы. Воздух через входное отверстие засасывается внутрь ротора, где приобретает вращательное движение и, за счёт центробежной силы и специальной формы лопаток, направляется в выходное отверстие специального спирального кожуха. Выходной поток воздуха находится под прямым углом к входному. В зависимости от назначения вентилятора количество лопаток различно, а сами лопатки изготавливают загнутыми вперёд или назад.
если лопатки загнуты назад : экономия электроэнергии примерно 20 %; легко переносят перегрузки по расходу воздуха. Если лопатки загнуты вперёд: меньший диаметр колеса снижает частоту вращения, что создаёт меньший шум;
могут быть высокого, среднего и низкого давления;
предусмотрены средства и меры, затрудняющие возникновение опасных искр.
температура смесей не выше 80º С; смеси не должны вызывать ускоренной коррозии проточной части вентиляторов; смеси не должны содержать взрывчатых веществ, взрывоопасной пыли, липких и волокнистых материалов; температура окружающей среды должна быть в пределах от −40 до +80 °C
в квартирах — на кухне и в санузле для устранения запахов и поддержания нормальной влажности; в крупных помещениях, торговых центрах, гаражах, производственных помещениях; мастерские, работающие с металлом, деревом.
Имеет ротор, пустой в центре, и лопатки вдоль периферии. Вместо стенок у цилиндра крыльчатка из загнутых вперёд лопастей, которая встроена в корпус. Воздух забирается по всей длине вентилятора с фронтальной стороны устройства, увлекается вращающимися лопатками и приобретает ускорение в нужном направлении.
регулируемое направление воздушного потока; равномерный воздушный поток вдоль всей ширины вентилятора; бесшумны при работе; высокий КПД
сравнительно громоздки; воздушное давление низкое; большой расход воздуха
кондиционеры; фанкойлы( аппараты для охлаждения или нагревания помещений, тепловые завесы зимой при входе в торговые центры, супермаркеты и другие устройства, где не важен напор воздуха)
безлопастные (принципиально новый тип)
Многократное умножение втянутого воздуха на выходе происходит благодаря особой форме обдувателя и наличию полого канала особой формы внутри него. Форма воздушного канала вентилятора с одной стороны вполовину шире, чем с другой. Это позволяет воздуху значительно увеличить скорость при движении по нему. В результате увеличивается поток воздуха.
отсутствие доступных извне корпуса движущихся деталей; равномерный поток воздуха; стильный, имеет аналоги(доступность); возможность изменения направления потока воздуха; компактность; регулирование влажности воздуха
шумность из-за высокого потребного давления нагнетателя и большой скорости истечения первичного потока (около 90 км/ч в исходной конструкции)
дом, офис, дача, детский сад, больница или другое муниципальное учреждение
Кроме вышеизложенного, существует классификация на основании технических характеристик изделий, к основным из которых относятся: — скорость истечения( куб. м/час); — давление(Па); — скорость вращения(об/мин); — мощность устройства(кВт); — КПД, учитывающий потери на трение деталей, объем воздушного потока, конфигурацию воздуховодов; — уровень звукового воздействия на окружающих(Дб). Последняя характеристика измеряется при всасывании, когда поток входит в помещение и при выходе его через сеть воздуховодов наружу.
1.3. Выводы по 1 главе
Таким образом, в зависимости от области назначения вентиляторов применяют те или иные их виды с учётом преимуществ и недостатков, которые мы только что рассмотрели. Конечно, основное значение при этом отводится изучению технических характеристик различных видов вентиляторов. Естественно, что в процессе проектирования зданий уже учитывается то, какие именно функции должна выполнять система вентиляции и кондиционирования. От этого уже и зависит выбор того или иного оборудования. Самое главное, чтобы данная система была спроектирована таким образом, чтобы была возможность легкого доступа к оборудованию для его обслуживания и ремонта. И если при монтаже системы в уже построенном доме могут возникнуть сложности, то на стадии строительства современных зданий все эти моменты уже изначально закладываются в проект.
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1.Материалы
Вот и я должен занести в свой мини – проект все нюансы, которые потом могут возникнуть в процессе его использования.
Вентиляторы, которые продаются в магазинах, изготовлены из металла и пластиковых материалов. Это значительно усложняет процесс изготовления данного изделия. Формы, предлагаемые изготовителями, требуют значительной трудоемкости и специального оборудования. Этим же отличаются варианты вентиляторов, которые предлагает сделать своими руками интернет. Я решил изготовить не просто макет, а усложнить задачу и сделать изделие работоспособным. Современные вентиляторы могут иметь множество различных функций. Они часто оснащены пультом дистанционного управления и, за исключением самых простых, обладают функцией регулирования направления воздуха. Мой прибор будет гораздо проще, но и у него будет «изюминка». Чтобы он не выглядел серым и скучным, я планирую сделать его с функцией освещения, и световая гамма будет не монохроматическая. Материалы, использованные мной, требуют очень малых материальных затрат, находятся в прямом доступе, а именно, в гараже. И, кроме того, являются технологичными материалами. Проанализировав всё это, я пришёл к выводу: сделать вентилятор своими руками – единственно правильное решение для обеспечения своей комнаты свежим воздухом и для создания в ней уюта и комфорта, а значит, и хорошего настроения.
Чтобы изготовить вентилятор своими руками, нужно решить три проблемы: двигатель, питание, пропеллер. Детали должны взаимно стыковаться. Сегодня дома обилие импульсных блоков питания. Игровые приставки, мобильные телефоны, прочая аппаратура … Техника ломается, импульсные блоки питания остаются – всё это в избытке хранится в гараже, и, значит, тоже является поводом к самостоятельному изготовлению вентилятора.
Напряжение невелико, понадобится низковольтный мотор постоянного тока. Понятно, большой мощности ожидать сложно, моторчик не потянет. Чтобы двигатель питался бόльшим напряжением, можно использовать кулер процессора. Напряжение питания меньше положенных 12-ти вольт, просто понизится скорость вращения.
Для самостоятельной сборки мини — вентилятора нужно подготовить следующие расходные материалы и комплектующие:
— лампочка, рассчитанная на напряжение 12 вольт; — светодиоды различных цветов: белый – 2шт; жёлтый – 4 шт; зелёный – 1 шт; — фанера толщиной 6мм; — преобразователь напряжения(блок питания от антенны); — 12 вольтовый вентилятор; — кнопку от 220v. вентилятора, -медные провода сечением не меньше 1,5 мм.
Естественно, для работы необходимо иметь минимальный комплект инструмента. Мне понадобились: карандаш, линейка, электрический лобзик, напильник, паяльный аппарат, наждачная бумага, клей, краска, отвёртка.
2.2. Методика работы.
Последовательность сборки вентилятора выглядит таким образом:
1.Сначала я разметил на фанере толщиной 0,6см детали корпуса с помощью карандаша, и линейки — уголка.
2.Вырезал все размеченные детали электрическим лобзиком.
3. Вырезанные детали обработал напильником.
4.Затем обработанные напильником детали я пошкурил наждачной бумагой, чтобы они стали гладкими и ровными.
5.Подготовленные детали я склеил клеем.
6. С помощью паяльного аппарата я соединил между собой все детали электрической части прибора .
7. Полученный мини – вентилятор я упаковал в склеенный корпус из фанеры и получил готовое изделие.
Мой мини – вентилятор, хотя еще и не покрашенный, но уже вполне готов для того, чтобы проверить, работает он или нет. С помощью преобразователя напряжения, в качестве которого я взял блок питания от антенны, подключаю прибор в розетку с напряжением 220В. Мой труд был не напрасным – прибор работает! Теперь нужно придать ему красивый вид. Для этого у меня есть баллончик с краской чёрного цвета.
2.3. Электрическая схема мини — вентилятора
После того, как я проделал все выше описанные процедуры, и мой прибор уже является не просто рабочим, но и выглядит, на мой взгляд, достаточно привлекательно, я хотел бы вам продемонстрировать его действие. Для этого я снял небольшое видео, в котором на примере небольших полосок бумаги видно, как работает вентилятор. Также демонстрирую вам работу светодиодов, с помощью которых в комнате становится относительно светло, и создаётся комфортная атмосфера. Схематический чертёж мини – вентилятора выглядит таким образом:
Фотография 6. Схема вентилятора.
2.4.Принцип работы вентилятора
Перед тем, как изготовить прибор, я изучил принцип его действия. Привод вентиляторов обычно электрический. Электрические вентиляторы состоят из набора вращающихся лопаток, которые размещены в защитном корпусе, позволяющем воздуху проходить через него. Лопасти вращаются электродвигателем. Для больших промышленных вентиляторов используются трёхфазные асинхронные двигатели. Меньшие вентиляторы часто приводятся в действие посредством электродвигателя переменного тока с экранированным полюсом, щёточными или бесщёточными двигателями постоянного тока. Вентиляторы с приводом от двигателей переменного тока обычно используют напряжение электросети. Вентиляторы с приводом от двигателя постоянного тока используют низкое напряжение, обычно 24В, 12В или 5В. В вентиляторах охлаждения для компьютерного оборудования используют исключительно бесщёточные двигатели постоянного тока, которые производят намного меньше электромагнитных помех при работе. В машинах, которые уже имеют двигатель, вентилятор часто соединяется непосредственно с ним — это можно видеть в автомобилях и в больших системах охлаждения. Также вентиляторы насажены на валы многих электродвигателей мощностью 1 кВт и более, протягивая через обмотки двигателя охлаждающий воздух — это называется самовентиляцией электродвигателя. Для предотвращения распространения вибрации по каналу вентиляторы комплектуются тканевыми компенсаторами или гибкими вставками.
2.5. Выводы по 2 главе
Как и у всех вентиляторов, привод моего прибора – электрический. Он работает от двигателя постоянного тока и использует напряжение 12В.
Мой мини – вентилятор выполняет две функции: — освещения; — используется в качестве освежителя воздуха. И теперь я могу без чувства дискомфорта, в удовольствии проводить много времени в комнате и за книгой, и за компьютером. Причём, теперь это возможно и в тёмное, и в светлое время суток.
3.РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Преимущества и недостатки прибора
Как и у любого прибора, рассчитанного на домашнее использование, у моего мини – вентилятора имеется ряд преимуществ и недостатков . Среди положительных моментов хочется выделить следующие:
— низкий уровень шума при работе; — компактность корпуса; — лёгкость; — простота в эксплуатации; — дешевизна; — простота конструкции; — имеет функцию освещения; — эстетичный.
Но, как и любой бытовой прибор, моё изделие, к сожалению, также не лишено недостатков. К негативным моментам относятся такие: — невысокая мощность; — невысокий КПД(38,4%. См. Приложение); — расход электроэнергии, хотя и не очень большой.
Учитывая, что достоинств у полученного прибора гораздо больше, чем недостатков, можно сделать вывод, что прибор имеет право на существование и применение.
3.2.Оценка изделия
К основным достоинствам мини-вентилятора относятся дешевизна и простота конструкции, что помогло мне справиться с изготовлением прибора без малейшей помощи взрослых. Чтобы не быть голословным, приведу оценку стоимости прибора.