Види вентиляторів: класифікація і принцип роботи

Вентилятори поділяють насамперед за тим, як крильчатка рухає повітря: осьові женуть потік уздовж осі обертання, відцентрові (радіальні) засмоктують повітря по осі й викидають убік під тиском, діагональні поєднують обидва принципи, діаметральні (тангенціальні) дають широкий рівний потік, а безлопатеві розганяють невеликий об’єм повітря турбіною в основі і «підтягують» за ним навколишнє. Від принципу роботи залежить, який тиск, шум і продуктивність дасть прилад, а отже — де його доречно ставити: на столі, у ванній, у каналі вентиляції чи на даху.

Коротко

• Майже всі побутові вентилятори для обдуву — осьові: настільні, підлогові, стельові, більшість витяжних у ванну.
• Там, де повітря треба протягнути через довгий канал, фільтр чи решітку, потрібен тиск — і тут працюють відцентрові або діагональні вентилятори.
• Баштові вентилятори та внутрішні блоки кондиціонерів побудовані на діаметральній крильчатці, безлопатеві — на турбіні в основі.
• Двигун важливіший, ніж здається: вентилятори з безщітковим двигуном постійного струму (BLDC, EC) споживають помітно менше за звичайні асинхронні.
• Для відключень світла існують вентилятори з живленням від USB і вбудованим акумулятором — вони споживають лічені вати.

Як вентилятор рухає повітря

Будь-який вентилятор створює невелику різницю тисків між входом і виходом, і повітря тече туди, де тиск нижчий. Від того, як крильчатка передає енергію повітрю, залежать дві головні характеристики — витрата (скільки кубометрів повітря за годину) і тиск (наскільки сильно вентилятор здатний «проштовхнути» потік крізь опір каналів, решіток і фільтрів). Вентилятор, який чудово обдуває кімнату, може майже зупинити потік, якщо приєднати його до довгого гофрованого рукава. Тому вибір типу — це насамперед питання опору мережі, в якій він працюватиме.

Види за конструкцією і принципом роботи

Осьові

Крильчатка з лопатями обертається в коротку обичайку чи просто за решіткою, повітря проходить уздовж осі. Конструкція проста, компактна і дешева, продуктивність велика, а тиск невеликий. Звідси сфера застосування: настільні, підлогові, стельові вентилятори, віконні та настінні витяжні, вентилятори охолодження техніки. У вентиляції осьові вентилятори добре працюють там, де канал короткий або його немає взагалі — наприклад, у стіні чи у вентиляційному отворі ванної.

Відцентрові (радіальні)

Робоче колесо схоже на барабан із лопатками, розміщене в спіральному корпусі — «равлику». Повітря входить по осі, колесо відкидає його до країв, у равлику швидкість частково перетворюється на тиск, і потік виходить через патрубок під прямим кутом до входу. Такі вентилятори розвивають значно більший тиск, тому їх ставлять у припливно-витяжні установки, кухонні витяжки, системи з довгими повітроводами, а у важких виконаннях — на виробництві для відсмоктування пилу і стружки.

Характер роботи сильно залежить від форми лопаток. Лопатки, загнуті назад, дають вищий ККД і менше збирають пилу; загнуті вперед дозволяють отримати потрібну витрату при менших габаритах колеса, але працюють менш економно. Саме тому побутові кухонні витяжки з компактним мотором часто мають колеса з лопатками вперед.

Діагональні (змішаного потоку)

Проміжний варіант: корпус циліндричний, як в осьового вентилятора, а крильчатка розвертає потік під кутом до осі, частково використовуючи відцентровий ефект. Виходить компроміс між тиском, продуктивністю і шумом. Більшість сучасних круглих канальних вентиляторів для квартир і будинків — саме діагональні: їх вбудовують у повітровід, і вони тягнуть повітря через кілька метрів труби без різкого падіння витрати.

Діаметральні (тангенціальні)

Довге колесо барабанного типу з великою кількістю вузьких лопаток. Повітря двічі перетинає колесо поперек осі і виходить широкою рівною смугою по всій довжині. Звідси вся сфера застосування: внутрішні блоки спліт-систем, теплові завіси над дверима, фанкойли, конвектори з примусовою циркуляцією і баштові вентилятори. Тиск такий вентилятор дає невеликий, зате потік рівномірний і досить тихий.

Безлопатеві

Відкритих лопатей немає: у підставці стоїть компактна турбіна, яка засмоктує повітря через отвори в корпусі і з високою швидкістю викидає його через вузьку щілину в кільці. Струмінь, що обтікає профіль кільця, захоплює за собою навколишнє повітря, і на виході потік виявляється в рази більшим, ніж пройшов через турбіну. Головні переваги — безпека для дітей і тварин, рівний потік без «поривів», легке чищення. Мінуси — висока ціна, а також характерний шум турбіни на максимальних режимах.

Порівняння типів

Види за призначенням і місцем встановлення

Побутові вентилятори для обдуву

• Настільні — малі осьові вентилятори для одного робочого місця.
• Підлогові — осьові на стійці з регульованою висотою і поворотом, для кімнати.
• Баштові (колонні) — діаметральна крильчатка у вузькому високому корпусі, займають мало місця, дають рівний потік.
• Стельові — великі повільні лопаті, перемішують повітря в усьому приміщенні; взимку можуть опускати тепле повітря з-під стелі.
• USB і акумуляторні — компактні вентилятори з двигуном постійного струму, які живляться від павербанку, ноутбука чи вбудованої батареї.

Вентилятори для вентиляції

• Витяжні настінні та стельові — для ванних, туалетів і кухонь, з таймером, датчиком вологості, зворотним клапаном. Детально про вибір — у статті про витяжний вентилятор у ванну.
• Канальні — вбудовуються в круглий або прямокутний повітровід, найчастіше діагональні або відцентрові.
• Багатозонні — мають кілька входів, щоб одним вентилятором витягати повітря з різних кімнат через окремі повітроводи; обслуговувати доводиться один прилад замість кількох.
• Дахові — стоять на покрівлі як кінцева ланка витяжної системи будинку.
• Вентилятори кухонних витяжок — відцентрові, у корпусі витяжки; продуктивність сильно залежить від повітроводу, тому важливо правильно підібрати гофру для витяжки.

Спеціальні

На виробництві і в громадських будівлях працюють вентилятори особливого виконання: пилові (для повітря з тирсою, стружкою, пилом), термостійкі (для гарячого повітря, наприклад у саунах), вибухозахищені (для середовищ із горючими газами та парами, з матеріалами, що не дають іскри при ударі), корозійностійкі (для агресивних газів) і вентилятори димовидалення, які під час пожежі мають певний час працювати з гарячим димом. У квартирі чи приватному будинку вони майже не трапляються.

Двигун і енергоспоживання

Тип двигуна впливає на рахунок за електроенергію і на роботу від резервного живлення не менше, ніж тип крильчатки.

• Асинхронний двигун змінного струму — класика підлогових і стельових вентиляторів. Простий, надійний, але на низьких швидкостях економить мало.
• Безщітковий двигун постійного струму (BLDC, EC) — керується електронікою, плавно змінює оберти і споживає помітно менше. Для стельових вентиляторів виробники наводять порівняння приблизно 60–80 Вт у звичайного двигуна проти 25–35 Вт у BLDC на високій швидкості.
• Малі двигуни 5 В — у USB і акумуляторних вентиляторах; типова максимальна потужність — кілька ват.

У ЄС для побутових вентиляторів обдуву потужністю до 125 Вт виробник має вказувати так звану сервісну цінність — скільки кубометрів повітря за хвилину вентилятор дає на кожен ват. Якщо цей показник є в паспорті, за ним зручно порівнювати моделі.

Вентилятор під час блекауту

Звичайний вентилятор на 230 В можна живити від зарядної станції чи інвертора, але асинхронні двигуни найкраще працюють від чистої синусоїди. Економніший шлях — вентилятор із живленням від USB або вбудованим акумулятором. Ємність таких батарей зазвичай від 1800 до кількох тисяч мА·год, а заявлений час роботи — від кількох годин на максимумі до доби на мінімальній швидкості. Реальний час краще оцінювати самому: акумулятор на 3000 мА·год при напрузі 5 В запасає близько 15 Вт·год, і при споживанні 4 Вт цього вистачить приблизно на 3–4 години.

Як вибрати вентилятор: покроково

1. Визначте задачу. Обдув людини — осьовий, баштовий або безлопатевий вентилятор. Витяжка з приміщення — витяжний чи канальний. Подача повітря через фільтр або довгий повітровід — канальний діагональний чи відцентровий.
2. Оцініть опір мережі. Без повітроводу підійде осьовий, з каналом у кілька метрів, колінами і решітками — вентилятор із більшим тиском. Дивіться не лише максимальну витрату, а й аеродинамічну характеристику в паспорті.
3. Перевірте шум. Для спальні й дитячої важливий рівень звукового тиску на робочому режимі, а не тільки на максимумі.
4. Подивіться на двигун і споживання. BLDC чи EC дорожчі, але економніші й тихіші на низьких обертах.
5. Врахуйте ступінь захисту IP. Для ванної — виконання, захищене від бризок, з урахуванням зони встановлення.
6. Подумайте про резервне живлення, якщо вентилятор потрібен під час відключень.

Симптом → причина → що робити

Безпека і коли кликати майстра

• Не залишайте маленьких дітей біля вентилятора з решіткою, крізь яку проходять пальці; для дитячої кімнати зручніші безлопатеві або баштові моделі.
• Не накривайте працюючий вентилятор і не ставте його впритул до штор.
• Вентилятори у ванній підключають з урахуванням зон і з ПЗВ — цю роботу краще доручити електрику.
• Канальну вентиляцію будинку, дахові та багатозонні вентилятори проєктують і монтують фахівці: неправильно підібраний тиск або перекинута тяга в сусідньому каналі — поширена проблема багатоквартирних будинків.
• Ніколи не підключайте витяжний вентилятор до димоходу газового чи твердопаливного приладу.

FAQ

Який тип вентилятора найпоширеніший у побуті? Осьовий. За цим принципом працюють настільні, підлогові, стельові та більшість витяжних вентиляторів для ванної. Він простий, дешевий і дає велику витрату повітря там, де немає довгих каналів.

Чим баштовий вентилятор відрізняється від підлогового? Баштовий побудований на діаметральній крильчатці і дає вузький високий рівний потік, займаючи мало місця. Підлоговий — осьовий: потік потужніший і спрямованіший, але прилад займає більше площі.

Чи справді безлопатевий вентилятор безпечніший? Так, відкритих лопатей, до яких можна дотягнутися, у нього немає: турбіна схована в підставці. Проте він дорожчий, а на максимальних режимах може бути гучнішим за звичайний осьовий вентилятор такої ж продуктивності.

Який вентилятор вибрати для канальної витяжки? Канальний діагональний або відцентровий: вони створюють тиск, достатній для подолання опору повітроводу, решіток і зворотного клапана. Осьовий вентилятор у довгому каналі різко втрачає продуктивність.

Скільки працює акумуляторний вентилятор під час відключення світла? Залежить від ємності батареї і швидкості. Для оцінки поділіть запас енергії у ват-годинах на споживання у ватах: батарея на 15 Вт·год при 4 Вт дасть близько 3–4 годин, на мінімальній швидкості — у кілька разів більше.