Потолочный вентилятор - Ceiling fan

Современный потолочный вентилятор
Потолочный вентилятор в середине вращения.

Потолочный вентилятор является механический вентилятор , установленный на потолке комнаты или пространства, обычно электрическим приводом , которая использует концентратор монтажа вращающихся лопастей циркуляцию воздуха. Они эффективно охлаждают людей, увеличивая скорость воздуха. Вентиляторы не снижают температуру или относительную влажность воздуха, в отличие от оборудования для кондиционирования воздуха, но создают охлаждающий эффект, помогая испарять пот и увеличивая теплообмен за счет конвекции . Вентиляторы могут добавить небольшое количество тепла в комнату из-за трения и отходящего тепла от двигателя. Вентиляторы потребляют значительно меньше энергии, чем кондиционеры, поскольку охлаждающий воздух является термодинамически дорогим. Зимой можно также использовать потолочный вентилятор, чтобы направить теплый воздух, который естественным образом поднимается вверх, обратно к пассажирам. Это может повлиять как на показания термостата, так и на комфорт пассажиров, тем самым повысив энергоэффективность климат-контроля .

История

Потолочные вентиляторы в стиле панка основаны на самой ранней форме вентилятора, который впервые был изобретен в Индии около 500 г. до н.э. Они были вырезаны из листа индийской пальмиры, который образует довольно большую пластину, медленно движущуюся маятниково. Первоначально управляемые вручную с помощью шнура, а в настоящее время приводимые в действие электрически с помощью системы с ременным приводом, эти панки перемещают воздух, перемещаясь взад и вперед. По сравнению с вращающимся вентилятором, он создает легкий ветерок, а не воздушный поток.

Потолочный вентилятор, изначально установленный в столовой дома в Perry's Camp , вращается водяным колесом.

Первые вращающиеся потолочные вентиляторы появились в начале 1860-х и 1870-х годах в США . В то время они не питались никакими электродвигателями . Вместо этого использовался поток проточной воды в сочетании с турбиной для привода системы ремней, которые вращали лопасти двухлопастных вентиляторов. Эти системы могли вместить несколько вентиляторов, и поэтому стали популярными в магазинах, ресторанах и офисах. Некоторые из этих систем сохранились и сегодня, и их можно увидеть в некоторых частях юга Соединенных Штатов, где они изначально оказались полезными.

Потолочный вентилятор с электроприводом был изобретен в 1882 году Филипом Дилем . Он сконструировал электродвигатель, который использовался в первых швейных машинах Singer с электрическим приводом , и в 1882 году приспособил этот двигатель для использования в потолочном вентиляторе. У каждого вентилятора был собственный автономный моторный блок, без ременной передачи .

Практически сразу он столкнулся с ожесточенной конкуренцией из-за коммерческого успеха потолочного вентилятора. Он продолжил совершенствовать свое изобретение и создал комплект осветительных приборов, приспособленный к потолочному вентилятору, чтобы объединить обе функции в одном устройстве. К Первой мировой войне большинство потолочных вентиляторов были сделаны с четырьмя лопастями вместо двух, что делало вентиляторы тише и позволяло им циркулировать больше воздуха. К компаниям начала века, которые успешно коммерциализировали продажу потолочных вентиляторов в Соединенных Штатах, были компании, известные сегодня как Hunter Fan Company, Robbins & Myers, Century Electric, Westinghouse Corporation и Emerson Electric.

К 1920-м годам потолочные вентиляторы стали обычным явлением в Соединенных Штатах и ​​начали распространяться по всему миру. Со времен Великой депрессии 1930-х годов до появления электрических систем кондиционирования воздуха в 1950-х потолочные вентиляторы постепенно выходили из моды в США, почти полностью выйдя из употребления в США к 1960-м годам; оставшиеся считались предметом ностальгии.

Конец 80-х Usha Prima, один из самых распространенных потолочных вентиляторов в Индии.

Между тем электрические потолочные вентиляторы стали очень популярными в других странах, особенно в странах с жарким климатом, таких как Индия и Ближний Восток , где из-за отсутствия инфраструктуры и / или финансовых ресурсов трудоемкое и сложное оборудование для кондиционирования воздуха на основе фреона было непрактичным. В 1973 году техасский предприниматель HW (Hub) Markwardt начал импортировать потолочные вентиляторы в Соединенные Штаты , которые производились в Индии компанией Crompton Greaves , Ltd. Кромптон Гривз производил потолочные вентиляторы с 1937 года через совместное предприятие, созданное Greaves Cotton из Индии и Crompton. Паркинсон из Англии . Эти потолочные вентиляторы индийского производства сначала прижились медленно, но потолочные вентиляторы Markwardt Encon Industries (которые расшифровывались как Energy Conservation) в конечном итоге нашли большой успех во время энергетического кризиса конца 1970-х - начала 1980-х годов, поскольку они потребляли меньше энергии, чем устаревшие затененные столбы. двигатели, используемые в большинстве других вентиляторов американского производства. Вентиляторы стали энергосберегающими приборами для бытового и коммерческого использования, дополнив дорогостоящие кондиционеры колонной нежного воздушного потока.

Потолочный вентилятор Casablanca Fan Co. "Дельта" начала 1980-х годов.

Благодаря этому возобновившемуся коммерческому успеху эффективного использования потолочных вентиляторов в качестве средства энергосбережения многие американские производители также начали производить или значительно увеличивать производство потолочных вентиляторов. Помимо импортных потолочных вентиляторов Encon, в 1974 году была основана Casablanca Fan Company . Среди других американских производителей того времени были Hunter Fan Co. (которая тогда была подразделением Robbins & Myers, Inc), FASCO (FA Smith Co. ) и Emerson Electric ; который часто продавался как Sears-Roebuck .

На протяжении 1980-х и 1990-х годов потолочные вентиляторы оставались популярными в Соединенных Штатах. Многие мелкие американские импортеры, в большинстве своем недолговечные, начали импортировать потолочные вентиляторы. На протяжении 1980-х годов баланс продаж между потолочными вентиляторами американского производства и вентиляторами, импортируемыми от производителей из Индии , Тайваня , Гонконга и, наконец, Китая, резко изменился, и к концу 1980-х годов импортные вентиляторы заняли львиную долю рынка. Даже самые простые вентиляторы американского производства продавались по цене от 200 до 500 долларов, в то время как самые дорогие импортные вентиляторы редко превышали 150 долларов.

С 1980 года технология потолочных вентиляторов не претерпела значительных изменений до недавнего времени, когда в массы стали доступны энергоэффективные бесколлекторные вентиляторы постоянного тока с дистанционным управлением или управлением через приложение . Тем не менее, важные успехи в дизайне сделали такие компании, как Monte Carlo, Minka Aire, Quorum, Craftmade, Litex и Fanimation, предлагающие потолочные вентиляторы по более высокой цене с большей декоративной ценностью. В 2001 году писательница Washington Post Патриция Дэйн Роджерс писала: «Как и многие другие обыденные предметы домашнего обихода, эти старые резервные копии становятся высококлассными и высокотехнологичными».

Использует

Потолочные вентиляторы выполняют несколько функций. Вентиляторы улучшают перемешивание в вентилируемом помещении, что приводит к более однородным условиям окружающей среды. Движущийся воздух обычно предпочтительнее застойного воздуха, особенно в теплой или нейтральной среде, поэтому вентиляторы полезны для повышения удовлетворенности пассажиров. Поскольку вентиляторы не изменяют температуру и влажность воздуха, а перемещают его, они могут способствовать как обогреву, так и охлаждению помещения. По этой причине потолочные вентиляторы часто являются важным элементом низкоэнергетических систем отопления , вентиляции и кондиционирования , пассивного охлаждения или естественной вентиляции в зданиях. В зависимости от энергопотребления вентиляторной системы вентиляторы могут быть эффективным способом повышения теплового комфорта за счет повышения температуры окружающего воздуха при сохранении комфорта пассажиров. Вентиляторы - особенно экономичный выбор в теплой и влажной среде.

Потолочными вентиляторами можно управлять вместе в общем пространстве, а также ими можно управлять лично в офисе. Потолочные вентиляторы с персональным управлением могут оказать значительное положительное влияние на тепловой комфорт, что, как было доказано, повышает производительность и повышает удовлетворенность пассажиров. Потолочные вентиляторы способствуют распределению свежего воздуха в помещениях с механической и естественной вентиляцией. В помещениях с естественной вентиляцией потолочные вентиляторы эффективно втягивают и циркулируют свежий наружный воздух. В помещениях с механической вентиляцией вентиляторы могут быть направлены на направление и циркуляцию кондиционированного воздуха в помещении.

Направление

Направление вращения вентилятора должно меняться в зависимости от того, нужно ли обогревать или охлаждать комнату. В отличие от кондиционеров, вентиляторы только перемещают воздух, а не напрямую изменяют его температуру. Следовательно, потолочные вентиляторы, которые имеют механизм для изменения направления, в котором лопасти выталкивают воздух (чаще всего это электрический переключатель на корпусе переключателя устройства, корпусе двигателя или нижнем кожухе), могут помочь как в нагреве, так и в охлаждении.

Хотя производители потолочных вентиляторов (в основном Emerson) производят электрически реверсивные двигатели с 1930-х годов, большинство вентиляторов, выпущенных до середины 1970-х годов, либо не реверсивные, либо механически реверсивные (с регулируемым шагом лопастей) вместо электрически реверсивных двигателей. В этом случае лопасти должны быть наклонены вправо (или влево, если двигатель вращается по часовой стрелке) для нисходящего потока и в противоположную сторону для восходящего потока. Механизм «Adaptair» Хантера, пожалуй, самый известный пример механической обратимости. В очень редких случаях вентиляторы являются механически и электрически реверсивными, что позволяет вентилятору выталкивать воздух в любом направлении, вращаясь либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки.

Для охлаждения направление вращения вентилятора должно быть установлено таким образом, чтобы воздух подавался вниз (обычно против часовой стрелки снизу, но в зависимости от производителя). При вращении лезвия должны идти перевернутым краем. Ветерок, создаваемый потолочным вентилятором, создает эффект охлаждения ветром , ускоряя испарение пота на коже человека, что делает естественный механизм охлаждения тела намного более эффективным. Поскольку вентилятор работает непосредственно на теле, а не за счет изменения температуры воздуха, оставлять потолочный вентилятор включенным, когда никого нет в комнате, если не работает кондиционер, - это пустая трата электроэнергии.

Для отопления потолочные вентиляторы обычно должны быть настроены так, чтобы воздух поднимался вверх. Воздух естественным образом расслаивается, то есть более теплый воздух поднимается к потолку, а более холодный - опускается, а это означает, что более холодный воздух оседает у пола, где люди проводят большую часть своего времени. Потолочный вентилятор с направлением вращения, установленным таким образом, чтобы воздух втягивался вверх, отводит более холодный воздух от пола, заставляя более теплый воздух, приближающийся к потолку, опускаться вниз, чтобы занять свое место, без обдува потока воздуха непосредственно на пассажиров. комнаты. Это действие помогает выровнять температуру в комнате, делая ее прохладнее ближе к потолку, но теплее - ближе к полу. Таким образом, термостат в помещении можно установить на несколько градусов ниже для экономии энергии при сохранении того же уровня комфорта.

Форма клинка

Потолочные вентиляторы для жилых помещений, которые почти всегда реверсивны, обычно используют плоские лопастные лопасти, которые одинаково эффективны как при нисходящем, так и восходящем потоке. Промышленные потолочные вентиляторы обычно не реверсивны и работают только при нисходящем потоке, и поэтому могут эффективно использовать лопасти, которые имеют профиль с наклонным нисходящим потоком.

Однако в последнее время дизайнеры бытовых потолочных вентиляторов все чаще стали использовать профилированные лопасти, чтобы повысить эффективность потолочных вентиляторов. Этот контур, хотя и служит для эффективного повышения производительности вентилятора при работе в нисходящем потоке, может снизить производительность при работе в восходящем потоке.

Кондиционирование воздуха

Наиболее распространенное использование потолочных вентиляторов сегодня связано с блоком кондиционирования воздуха. Без работающего потолочного вентилятора блоки кондиционирования воздуха обычно выполняют как охлаждение воздуха в помещении, так и его циркуляцию. Если потолочный вентилятор соответствует размеру помещения, в котором он работает, его эффективность перемещения воздуха намного превосходит эффективность кондиционера, поэтому для максимальной эффективности кондиционер следует установить на низкую скорость вентилятора и потолок. Для циркуляции воздуха следует использовать вентилятор.

Детали потолочного вентилятора

Ключевые компоненты потолочного вентилятора:

  • Электродвигатель
  • Лезвия (также известные как лопасти или крылья) обычно изготавливаются из массива дерева, фанеры, стали, алюминия, МДФ или пластика.
  • Утюги для лезвий (также известные как кронштейны для лезвий, кронштейны для лезвий, держатели лезвий или фланцы), которые удерживают лезвия и соединяют их с двигателем.
  • Маховик, металлический, пластиковый или прочный резиновый двойной тор, который прикреплен к валу двигателя и к которому могут быть прикреплены утюги для лезвий. Внутреннее кольцо маховика прикреплено к валу стопорным винтом, а лезвие прилегает к внешнему кольцу винтами или болтами, которые входят в металлические вкладыши с резьбой. Резиновые или пластмассовые маховики могут стать хрупкими и сломаться, что является частой причиной выхода из строя вентилятора. Замена маховика может потребовать отсоединения проводки и снятия корпуса переключателя, который готовится к снятию и замене маховика.
  • Ротор, альтернатива утюгу. Цельный ротор из литого под давлением, впервые запатентованный промышленным дизайнером Роном Резеком в 1991 году, принимает и закрепляет лопасти и болты прямо на двигателе, устраняя большинство проблем с балансировкой и сводя к минимуму открытые крепежные детали.
  • Механизм крепления вентилятора к потолку такой как:
    • Шаровидная система. В этой системе на конце тяги устанавливается металлическая или пластмассовая полусфера; эта полусфера опирается на металлический кронштейн, установленный на потолке, или самонесущий навес, и позволяет вентилятору свободно перемещаться (что очень удобно на сводчатых потолках).
    • J-образный крюк и хомут. Тип системы крепления, при которой потолочный вентилятор подвешивается на крюк из закаленного металла, привинченный к потолку или закрепленный болтами через стальную двутавровую балку. Вентилятор может быть установлен непосредственно на потолочном крюке, что делает распределительную коробку дополнительной. Фарфоровая или резиновая втулка используется для уменьшения вибрации и для электрической изоляции вентилятора от потолочного крюка. Этот тип монтажа наиболее распространен на старинных потолочных вентиляторах и потолочных вентиляторах промышленного назначения. Вариант этой системы с использованием U-образного кронштейна, прикрепленного к потолку с помощью болтов с шестигранной головкой, часто используется на потолочных вентиляторах для тяжелых условий эксплуатации с электрически реверсивными двигателями, чтобы снизить риск отвинчивания вентилятора от потолка во время работы в помещении. восходящий поток. Этот тип крепления идеально подходит для плоской крыши RC с металлическими крючками и стал повсеместным в Южной Азии , включая Бангладеш , Индию , Пакистан и т. Д.
    • Крепление заподлицо (также известное как «низкопрофильные» потолочные вентиляторы). Это специально разработанные вентиляторы без нижней штанги или кожуха, как у традиционных вентиляторов. Корпус мотора, кажется, прикреплен непосредственно к потолку, отсюда и название «hugger». Они идеально подходят для помещений с низкими потолками высотой от 7 футов 6 дюймов до 8 футов 6 дюймов. Недостатком этой конструкции является то, что, поскольку лопасти установлены так близко к потолку, движение воздуха значительно уменьшается.
     Некоторые шаровые вентиляторы можно установить с помощью адаптера для низких потолков, который приобретается специально у производителя вентилятора. Это позволяет использовать один и тот же дизайн как в помещениях с высокими, так и низкими потолками, что упрощает принятие решения о покупке для потребителей. В последние годы шаровидные вентиляторы все чаще проектируются таким образом, что кожух (деталь потолочной крышки) можно дополнительно вкрутить непосредственно в верхнюю часть корпуса двигателя, что устраняет необходимость в спусковой штанге. Весь вентилятор можно закрепить прямо на кронштейне для крепления к потолку; это часто называют двойным или тройным креплением.

Другие компоненты, которые различаются в зависимости от модели и стиля, могут включать:

  • Стержень, металлическая труба, используемая для подвешивания вентилятора к потолку. Стержни бывают разной длины и ширины в зависимости от типа вентилятора.
  • Декоративный кожух для двигателя (известный как «кожух двигателя»).
  • Корпус переключателя (также известный как «чашка переключателя» или «носовая стойка»), металлический или пластиковый цилиндр, установленный ниже и в центре двигателя вентилятора. Корпус переключателя используется для скрытия и защиты различных компонентов, в том числе проводов, конденсаторов и переключателей; на вентиляторах, требующих смазки, он часто скрывает масляный резервуар, в котором смазываются подшипники. Корпус переключателя также обеспечивает удобное место для установки светового комплекта.
  • Значки лезвий, декоративные украшения, прикрепленные к видимой нижней стороне лезвий с целью скрыть винты, используемые для крепления лезвий к утюгу для лезвий.
  • Различные переключатели, используемые для включения и выключения вентилятора, регулировки скорости вращения лопастей, изменения направления вращения лопастей и управления любыми лампами, которые могут присутствовать.
  • Лампы
    • Стойки, которые устанавливаются поверх корпуса двигателя вентилятора и проецируют свет на потолок из эстетических соображений (для «создания атмосферы»).
    • Даунлайты, часто называемые «комплектом света», которые добавляют окружающий свет в комнату и могут использоваться для замены любых потолочных ламп, которые были вытеснены установкой потолочного вентилятора.
    • Декоративные фонари, установленные внутри корпуса двигателя - в этом типе установки боковая полоса корпуса двигателя часто имеет стеклянные или акриловые панели, которые позволяют свету светить.

Управление потолочным вентилятором

«Eclipse» марки Hunter, который представляет собой базовый современный потолочный вентилятор со стандартными цепными элементами управления двигателем вентилятора и комплектом освещения.

Способ эксплуатации вентилятора зависит от его производителя, стиля и эпохи, в которой он был изготовлен. Методы работы включают:

  • Тягово-цепное / тягово-тросовое управление. Вентилятор этого типа оснащен металлической цепочкой или тканевым шнуром, при натяжении которого вентилятор переключает рабочую скорость (скорости), а затем снова выключается. Эти вентиляторы обычно имеют от одной до четырех скоростей.
  • Регулировка переменной скорости. В течение 1970-х и до середины 1980-х вентиляторы часто производились с твердотельным регулятором скорости . Это был циферблат, установленный либо на корпусе вентилятора, либо в монтажной коробке у стены, и при повороте в любом направлении непрерывно менял скорость вращения лопастей - подобно переключателю диммера для осветительной арматуры. Несколько вентиляторов заменили бесконечно-скоростной поворотный переключатель щелчком, обеспечивая заданное количество заданных скоростей (обычно от четырех до десяти).
    • Различные производители вентиляторов использовали регуляторы скорости по-разному:
      • Диск с регулируемой скоростью, полностью контролирующий вентилятор; чтобы включить вентилятор, пользователь поворачивает ручку, пока она не выходит из положения «выключено», а затем может выбрать скорость вентилятора.
      • Тяговая цепь с регулируемой скоростью. Эта установка аналогична диску с регулируемой скоростью, описанной выше, за исключением того, что для поворота вала потенциометра используется установка «двойной цепи».
      • Тяговая цепь присутствует вместе с регулятором скорости; циферблат можно установить в одном месте и оставить там, а тяговая цепь служит только для включения и выключения вентилятора. Многие из этих вентиляторов имеют возможность подключить дополнительный световой комплект к этой тягово-вытяжной цепи, чтобы управлять как вентилятором, так и светом с помощью одной цепи. Используя этот метод, пользователь может включить вентилятор или свет по отдельности, включить оба или оба выключить.
      • Вари-Ло. Присутствует тяговая цепь и регулятор скорости. Такой вентилятор имеет две скорости, управляемые тяговой цепью: высокую (полную мощность, независимо от положения регулятора скорости) и «Vari-Lo» (скорость, определяемую положением регулятора скорости).
Дроссель старого образца и настенное управление на основе конденсатора нового типа
  • Настенный пульт. У некоторых вентиляторов органы управления крепятся на стене, а не на самих вентиляторах; они очень распространены среди промышленных вентиляторов и вентиляторов HVLS . Такие элементы управления обычно представляют собой проприетарные и / или специализированные переключатели.
    • Механическое настенное управление. Этот тип переключателя принимает различные физические формы. Настенный регулятор, который содержит какой-то регулятор скорости двигателя, определяет, сколько мощности передается на вентилятор и, следовательно, как быстро он вращается. В более старых подобных системах управления в качестве регулятора использовался дроссель - большая катушка с железным сердечником; Эти элементы управления обычно были большими, квадратными и монтировались на стене. У них было от четырех до восьми скоростей. В более новых версиях этого типа управления не используется дроссель как таковой, а используются конденсаторы гораздо меньшего размера и / или твердотельные схемы; выключатель обычно устанавливается в стандартной монтажной коробке в стене .
    • Цифровое управление стеной. При таком стиле управления все функции вентилятора - состояние включения / выключения, скорость, направление вращения и любые подключенные осветительные приборы - контролируются компьютеризированным настенным пультом управления, который обычно не требует специальной проводки. Вместо этого он использует обычную домашнюю проводку для отправки закодированных электрических импульсов на вентилятор, который декодирует их и воздействует на них с помощью встроенного набора электроники. Этот стиль управления обычно имеет от трех до семи скоростей.
  • Беспроводной пульт дистанционного управления . В последние годы цены на пульты дистанционного управления снизились, и они стали экономически эффективными для управления потолочными вентиляторами. Они могут поставляться с вентиляторами или устанавливаться на уже имеющийся вентилятор. Переносной пульт ДУ передает радиочастотные или инфракрасные управляющие сигналы на приемник, установленный в вентиляторе. Однако они могут быть не идеальными для коммерческих установок, поскольку для контроллеров требуются батареи. Они также могут оказаться неуместными, особенно при установке с большим количеством вентиляторов.
  • Направленный переключатель. Большинство потолочных вентиляторов обычно имеют небольшой ползунковый переключатель на корпусе двигателя самого вентилятора, который управляет направлением вращения вентилятора. В одном положении вентилятор вращается по часовой стрелке, в другом - против часовой стрелки. Учитывая, что лопасти вентилятора обычно наклонены, это приводит к тому, что воздух втягивается либо вверх, либо вниз. Хотя пользователь может выбрать то, что он предпочитает, обычно воздух дует вниз летом и поднимается вверх зимой. Летом нисходящий поток ощущается как «охлаждение», в то время как восходящая конвекция опускает теплый воздух, прижимающийся к потолку, по всей комнате зимой.

Классификация потолочных вентиляторов

Потолочные вентиляторы можно разделить на три основные категории в зависимости от их использования и функциональности. Каждый тип предлагает некоторые уникальные преимущества по сравнению с другими и, следовательно, подходит для конкретного применения. К ним относятся бытовые , промышленные вентиляторы и вентиляторы большого диаметра.

  • Бытовые вентиляторы обычно имеют 4 или 5 деревянных лопастей, декоративный кожух двигателя и стандартный трехскоростной двигатель с цепным переключателем. Эти вентиляторы бывают двух видов, со световым комплектом или без него, в зависимости от цены и предпочтений потребителей.
  • Коммерческие или промышленные потолочные вентиляторы обычно используются в магазинах, школах, церквях, офисах, фабриках и складах. Такой вентилятор спроектирован так, чтобы быть более экономичным и энергоэффективным, чем его бытовой аналог. В промышленных или коммерческих потолочных вентиляторах обычно используются три или четыре лопасти, как правило, из стали или алюминия, и они работают на высокой скорости. Эти энергоэффективные потолочные вентиляторы предназначены для проталкивания огромного количества воздуха через большие и широкие открытые пространства. С конца 1970-х до середины 1980-х промышленные потолочные вентиляторы с металлическими лопастями были популярны в американских домах с низким доходом, вероятно, из-за того, что их цена была ниже, чем у моделей с деревянными лопастями. Потолочные вентиляторы в индустриальном стиле очень популярны в быту в Азии и на Ближнем Востоке .
Пятилопастный потолочный вентилятор в ресторане.
  • Вентиляторы HVLS - это потолочные вентиляторы большого диаметра, предназначенные для больших помещений, таких как большие склады , ангары , торговые центры , железнодорожные платформы и спортивные залы . Эти вентиляторы обычно вращаются с меньшей скоростью, но из-за их большого диаметра, от 2,1 до 7,3 м, они могут обеспечить большую площадь с легким ветерком. В современных вентиляторах HVLS используются лопасти с аэродинамическим профилем для оптимизации движения воздуха при меньших затратах энергии. Один из самых известных производителей вентиляторов HVLS - Big Ass Fans .
Медленный вентилятор большого объема
  • Потолочные вентиляторы UL Damp и UL Wet , также известные как внутренние / наружные потолочные вентиляторы, предназначены для использования в частично закрытых или открытых открытых пространствах. Корпус и лезвия изготовлены из материалов и отделки, которые не так сильно подвержены воздействию влаги, перепадов температуры или влажности, как традиционные материалы и отделка. Вентиляторы с классом влажности подходят для закрытых помещений, таких как ванные комнаты, патио и веранды, которые не подвергаются прямому воздействию воды. На открытых местах, где вентилятор может контактировать с водой, необходимо использовать вентиляторы с влажным режимом. Вентиляторы влажного класса имеют полностью герметичный двигатель, который выдерживает прямое воздействие дождевой воды, снега и даже может быть смыт из садового шланга. Как промышленные, так и бытовые вентиляторы бывают сухими, а также влажными и влажными.

Виды потолочных вентиляторов

Многие стили потолочных вентиляторов были разработаны на протяжении многих лет в ответ на несколько различных факторов, таких как растущее понимание энергопотребления и изменения в стилях отделки. Появление и развитие новых технологий также сыграли важную роль в развитии потолочных вентиляторов. Ниже приводится список основных стилей потолочных вентиляторов и их определяющих характеристик:

  • Чугунные потолочные вентиляторы. Они составляют почти все потолочные вентиляторы, сделанные с момента их изобретения в 1882 году до середины 1960-х годов. В чугунном корпусе находится очень мощный двигатель, обычно с экранированными полюсами . Эти двигатели смазываются с помощью упорного подшипника, погруженного в масляную ванну, и их необходимо периодически смазывать, обычно один или два раза в год. Поскольку эти вентиляторы имеют очень прочную конструкцию и из-за полного отсутствия в них электронных компонентов, нередко можно увидеть чугунные вентиляторы в возрасте восьмидесяти лет и старше, которые работают и до сих пор используются.
Чугунный потолочный вентилятор производства Hunter начала 1980-х годов. Эта модель получила название «Оригинал».
    • Hunter 'Original' (производимый компанией Hunter Fan Co.) на сегодняшний день, безусловно, является самым узнаваемым примером чугунных потолочных вентиляторов. Он был произведен с 1906 года до наших дней самым продолжительным производственным циклом среди всех вентиляторов в истории. В модели Hunter Original с момента ее создания до 1984 года использовался двигатель с расщепленными полюсами (36-дюймовый Original оставался с затененным полюсом до того, как его заменили на 42-дюймовый Original в 1985 году), после чего он был заменен на гораздо более эффективный постоянный разделенный конденсатор. мотор. Хотя внешний вид вентилятора практически не изменился, мощность двигателя была понижена в 2002 году, когда продукция была отправлена ​​на Тайвань ; двигатель, хотя и с масляной смазкой, был переведен на «каркасную» конструкцию, как обсуждается ниже, с укороченным главным валом, что непреднамеренно вызвало проблемы с надежностью. В 2015 году эта конструкция двигателя была изменена, и в ней снова используется полноразмерный главный вал; ключевой элемент долговечности двигателей до 2002 года.
  • Потолочные вентиляторы с индукционным двигателем "Блин" 20 полюсные. Эти вентиляторы с высокоэффективными литыми алюминиевыми корпусами были изобретены в 1957 году индийской компанией Crompton-Greaves, Ltd и впервые импортированы в Соединенные Штаты в 1973 году компанией Encon Industries. Этот двигатель Crompton-Greaves был разработан совместным предприятием с Crompton-Parkinson из Англии, и потребовалось 20 лет, чтобы довести его до совершенства. Он считается самым энергоэффективным двигателем для потолочных вентиляторов (кроме двигателя постоянного тока), поскольку он потребляет меньше энергии, чем бытовая лампа накаливания.
«Тепловой вентилятор» Emerson, один из первых вентиляторов, использующих стековый двигатель.
Крупный план упавшего маховика потолочного вентилятора FASCO "Charleston".
  • Вентиляторы потолочные стеклопакетные. В конце 1970-х годов из-за роста цен на электроэнергию , вызванного энергетическим кризисом , Emerson адаптировала свой двигатель «K63», обычно используемый в бытовых приборах и промышленном оборудовании, для использования в потолочных вентиляторах. Этот новый «стековый» двигатель, наряду с литым алюминиевым 20-полюсным двигателем Encon, оказался мощным, но при этом энергоэффективным и способствовал возвращению потолочных вентиляторов в Америке, поскольку он был намного дешевле в эксплуатации, чем кондиционер. В этой конструкции (которая состоит из основного статора и ротора ) лопасти вентилятора крепятся к центральной ступице, известной как маховик . Маховик, сделанный из металла или армированной резины, может быть установлен заподлицо с корпусом двигателя вентилятора (скрытый) или заметно ниже корпуса двигателя вентилятора (известный как «опущенный маховик»). Многие производители использовали и / или разработали свои собственные стековые двигатели, включая (но не ограничиваясь) Casablanca, Emerson, FASCO, Hunter и NuTone . Некоторые производители зарегистрировали свои личные воплощения этого двигателя в качестве товарных знаков: например, двигатели Emerson «K63», а затем «K55», Fanimation «FDK-2100» и Casablanca «XLP-2000» и «XLP-2100». Самым ранним вентилятором со стеклопакетом был Emerson «Heat-Fan», также известный как «Универсальная серия», утилитарный вентилятор с опущенным металлическим маховиком и лопастями из стекловолокна, а затем и формованного пластика в зависимости от модели. Этот вентилятор производился в различных формах с 1962 по 2005 год, и, хотя он был предназначен для коммерческого использования, он также нашел большой успех в жилых помещениях. Casablanca Fan Co. также производила вентиляторы со стековыми двигателями со скрытыми маховиками, а не со спущенными маховиками. Хотя этот двигатель не так широко используется, как в 1970-х и 1980-х годах, его все еще можно найти в некоторых высокопроизводительных вентиляторах Fanimation. Одним из недостатков этого типа вентилятора является то, что маховик, если он сделан из резины, со временем высыхает, трескается и, в конечном итоге, ломается; Обычно это не опасно, но выводит вентилятор из строя до тех пор, пока не будет заменен маховик.
Вертушка со световым комплектом
Современный трехлопастный вентилятор из Индии
  • В потолочных вентиляторах с прямым приводом используется двигатель со стационарным внутренним сердечником с корпусом из чугуна, литого алюминия или штампованной стали, который вращается вокруг него (обычно называемый «вращающимся» двигателем). Лезвия крепятся непосредственно к этой оболочке. Двигатели с прямым приводом - наименее дорогие в производстве двигатели, и в целом они наиболее подвержены сбоям и возникновению шума. Хотя самые первые двигатели этого типа (впервые использованные в 1960-х годах) были относительно тяжелыми, качество этих двигателей за последние годы значительно упало. Этот тип двигателя стал де-факто стандартом для современных вентиляторов; он используется во всех потолочных вентиляторах Hampton Bay и Harbour Breeze, продаваемых сегодня, и обычно используется большинством других брендов.
    • Spinner-моторные вентиляторы, иногда неправильно называют «прядильщиками», использовать двигатель с прямым приводом (вертушка) и у имеют стационарный декоративную крышку (корпус двигателя). Вентиляторы «спиннер-мотор» составляют почти все вентиляторы, произведенные с конца 1980-х годов по настоящее время.
    • Вентиляторы Spinner оснащены двигателем с прямым приводом и не имеют стационарной декоративной крышки (корпуса двигателя). Это составляет большинство вентиляторов промышленного типа (хотя такие вентиляторы иногда имеют двигатели более среднего качества) и недорогих бытовых вентиляторов, которые обычно встречаются в Бразилии , Южной Азии , Юго-Восточной Азии и многих странах Ближнего Востока .
  • Каркасные двигатели , которые представляют собой высококачественную подгруппу двигателей с прямым приводом, можно найти в некоторых более качественных вентиляторах. Примеры каркасных двигателей включают двигатель Hunter "AirMax", двигатель Casablanca "XTR200" и двигатели, изготовленные Sanyo для использования в потолочных вентиляторах, продаваемых под маркой Lasko, и потолочные вентиляторы Hunter "Original" после 2002 года. Скелетные двигатели отличаются от обычных двигателей с прямым приводом тем, что:
    • Они имеют открытую («скелетную») конструкцию, которая обеспечивает лучшую вентиляцию и, следовательно, более длительный срок службы. Это по сравнению с конструкцией обычного двигателя с прямым приводом, в которой внутренние механизмы двигателя полностью заключены в плотную металлическую оболочку, которая может иметь или не иметь отверстий для вентиляции; даже когда есть отверстия, они почти всегда малы до невозможности.
    • Обычно они больше, чем обычные двигатели с прямым приводом, и, как следствие, более мощные и менее подвержены выгоранию.
  • Потолочные вентиляторы с фрикционным приводом. Этот недолговечный тип потолочных вентиляторов использовался такими компаниями, как Emerson и NuTone, в конце 1970-х годов без особого успеха. Его преимуществом было чрезвычайно низкое энергопотребление, но вентиляторы были ненадежными и очень шумными, вдобавок к ужасно недостаточной мощности. В потолочных вентиляторах с фрикционным приводом используется двигатель с низким крутящим моментом, который установлен поперек маховика. Резиновое колесо, установленное на конце вала двигателя, приводило в движение ступицу (за счет контактного трения, отсюда и название), которая, в свою очередь, приводила в движение маховик. Это была система, основанная на том факте, что быстро вращающийся двигатель с низким крутящим моментом может приводить в движение большое и тяжелое устройство на низкой скорости без большого расхода энергии (см. Передаточное число ) .
  • Зубчатые потолочные вентиляторы. Они были похожи (и даже реже) на модели фрикционных приводов; однако вместо резинового колеса на валу двигателя, использующего трение для вращения маховика, зубчатая передача на конце вала двигателя входит в зацепление с зубьями шестерни, сформированными в маховике, таким образом, вращая его. Компания "Панама" производила потолочные вентиляторы с шестеренчатым приводом и продавала их исключительно через журнал " Family Handyman " в 1980-х годах.
  • Потолочные вентиляторы с внутренним ременным приводом. Они также были похожи по конструкции на вентиляторы с зубчатой ​​передачей и фрикционным приводом; однако вместо резинового фрикционного колеса или зубчатого колеса двигатель с маховиком связывался небольшим резиновым ремнем. Самыми известными потолочными вентиляторами с внутренним ременным приводом были самые ранние модели, произведенные Casablanca Fan Co., и модель, проданная Toastmaster .
Три вентилятора приводятся в движение одним двигателем и ремнями
  • Потолочные вентиляторы с ременным приводом. Как указывалось ранее в этой статье, первые потолочные вентиляторы использовали водяную систему ремней для вращения лопастей вентиляторных агрегатов (которые состояли из не более чем лопастей, установленных на маховике). Несколько компаний (в частности Fanimation и Woolen Mill) создали воспроизводящие системы вентиляторов с ременным приводом для оформления в стиле той эпохи. В системах воспроизведения используется электродвигатель в качестве движущей силы вместо двигателя с приводом от воды.
Поклонники орбиты внутри поезда на Шри-Ланке .
  • Вентиляторы Orbit используют механизм, который вращается на 360 градусов. Их также обычно устанавливают заподлицо с потолком, как вентиляторы типа hugger. Они также очень маленькие по размеру, обычно около 16 дюймов, и имеют конструкцию, аналогичную конструкции многих вентиляторов на пьедесталах и настольных вентиляторов, и обычно имеют защиту для пальцев. Они снова популярны в основном во многих развивающихся странах, поскольку они дешевы. альтернатива традиционным лопастным потолочным вентиляторам Многие американские производители, такие как Fanimation, начали производить высококачественные дизайнерские версии таких вентиляторов.
  • Мини-потолочные вентиляторы в основном встречаются в менее развитых странах, таких как Филиппины и Индонезия , и сегодня они сконструированы так же, как большинство колеблющихся пьедесталов и настольных вентиляторов, преимущественно из пластика. Эти вентиляторы, отсюда и название «мини» потолочные вентиляторы, имеют относительно небольшой размер, обычно от 16 до 36 дюймов, однако некоторые из них все еще достигают размеров до 42 дюймов в диаметре. Кроме того, в отличие от традиционных потолочных вентиляторов, в этих вентиляторах обычно используются синхронные двигатели.
  • Безлопастные потолочные вентиляторы. Этот тип был представлен в 2012 году вентиляторами Exhale и использует безлопастную турбину для выталкивания воздуха из вентилятора, что также характерно для обычных потолочных вентиляторов в режиме восходящего потока. Эти вентиляторы оснащены бесщеточным двигателем постоянного тока вместо обычного двигателя с прямым приводом.
  • Маятник вентилятор или заслонка вентилятор представляет собой тип низкой скорости вентилятора потолка , которые могут быть использованы для циркуляции воздуха вокруг целевой области. Увеличение возвратно-поступательное движение турбулентности вокруг охлаждения источников, как охлажденных водопады на Lavin Bernick центра в Tulane , помогая охлаждать объем больше воздуха.
  • Потолочные вентиляторы постоянного тока. В вентиляторах этого типа используется технология BLDC, которая обеспечивает гораздо более высокую эффективность, чем обычные вентиляторы, приводимые в действие традиционными двигателями переменного тока. Они тише вентиляторов с двигателями переменного тока из-за того, что они имеют электронную коммутацию и используют роторы с постоянными магнитами. Среди других преимуществ эти вентиляторы включают высокую эффективность, более низкий уровень шума, меньшее нагревание ротора, интеграцию дистанционного управления и другие удобные технологии и т. Д. Единственными недостатками являются высокая стоимость и наличие сложной электроники, которая может быть более подвержена сбоям. и сложен в обслуживании. Однако с появлением новых технологий и улучшенных методов контроля качества последнее становится менее важной проблемой.
  • Умные потолочные вентиляторы. Этими вентиляторами можно управлять с помощью Google Assistant , Amazon Alexa Assistant , Apple Homekit и Wifi. Подавляющее большинство этих вентиляторов используют двигатели BLDC из-за их конструкции на основе микроконтроллера , гибкости в точном управлении и возможности обновления прошивки . Скорость, яркость и синхронизацию вентиляторов можно регулировать с помощью приложения для смартфона.

Проблемы безопасности при установке

Типичный потолочный вентилятор в собранном виде весит от 8 до 50 фунтов. Хотя многие распределительные коробки могут выдерживать этот вес, когда вентилятор неподвижно висит, работающий вентилятор оказывает множество дополнительных нагрузок, в частности скручивание, на объект, на котором он подвешен; это может привести к выходу из строя неправильной распределительной коробки. По этой причине в Соединенных Штатах Национальный электротехнический кодекс (документ NFPA 70, статья 314) гласит, что потолочные вентиляторы должны поддерживаться электрической распределительной коробкой, указанной для этого использования. Домовладельцы часто ошибаются, когда заменяют светильник потолочным вентилятором, не установив надлежащую распределительную коробку.

Низко висящие вентиляторы / опасность для конечностей

Еще одна проблема при установке потолочного вентилятора связана с высотой лопастей относительно пола. Строительные нормы США запрещают установку потолочных вентиляторов для жилых помещений с лопастями ближе семи футов от пола; Однако иногда это оказывается недостаточно высоким. Если включен потолочный вентилятор и человек полностью вытягивает руки в воздух, что иногда случается при выполнении обычных задач, таких как растягивание или смена простыни, лопасти могут ударить его по рукам, что может привести к травме. Кроме того, если вы несете длинный и неудобный предмет, один его конец может случайно попасть на траекторию вращения лопастей потолочного вентилятора, что может вызвать повреждение вентилятора. Строительные нормы США также запрещают установку промышленных потолочных вентиляторов с лопастями ближе 10 футов от пола по этим причинам.

Разрушители мифов : "Убийственный потолочный вентилятор"

В 2004 году MythBusters проверили идею о том, что потолочный вентилятор способен обезглавить, если человек воткнет шею в работающий вентилятор. Были проверены две версии мифа: первая - «прыгающий ребенок», когда ребенок прыгает вверх и вниз на кровати, прыгает слишком высоко и входит в вентилятор снизу, а вторая - «прыжок любовника», включающий муж прыгает к своей кровати и входит в вентилятор бок о бок. Кари Байрон и Скотти Чепмен купили обычный бытовой вентилятор, а также промышленный вентилятор, у которого металлические лопасти, а не деревянные, и более мощный двигатель. Они развенчали миф в обоих сценариях как с бытовыми, так и с промышленными вентиляторами, поскольку испытания показали, что потолочные вентиляторы для жилых помещений, по-видимому, по своей конструкции в значительной степени неспособны причинить больше, чем незначительные травмы, поскольку имеют двигатели с низким крутящим моментом, которые быстро останавливаются при блокировке, а лопасти состоят из лопастей. из легких материалов, которые имеют тенденцию легко ломаться при ударе на скорости (тест домашних вентиляторов по сценарию «прыжок любовника» фактически сломал лопасти вентилятора). Они действительно обнаружили, что промышленные вентиляторы со своими стальными лопастями и более высокими скоростями оказались способны вызывать Травмы и разрывы - строительные нормы требуют, чтобы промышленные вентиляторы были установлены с лопастями на высоте 10 футов над полом, а испытание промышленных вентиляторов по сценарию «прыжок любовника» привело к смертельной травме, когда вентилятор прорезал яремную вену и попал в позвонки - но все же быстро теряли энергию после блокировки и не могли обезглавить испытательный манекен.

Колебание

Колебание обычно вызвано тем, что лопасти вентилятора не уравновешены друг с другом. Это может произойти из-за множества факторов, в том числе из-за деформации лезвий, изгиба утюгов, непрямого навинчивания лезвий или лезвий или разницы в весе между лезвиями. Кроме того, если все лопасти не оказывают на воздух одинаковую силу (например, из-за того, что они имеют разные углы), вертикальные силы реакции могут вызвать колебание. Колебание также может быть вызвано неисправностью двигателя, но это происходит очень редко. На колебания не влияет способ крепления вентилятора или монтажная поверхность.

Вопреки распространенному заблуждению, одно лишь раскачивание не приведет к падению потолочного вентилятора. Потолочные вентиляторы крепятся шпильками, фиксируемыми либо шплинтами, либо R-образными зажимами , поэтому раскачивание не повлияет на безопасность вентилятора, если, конечно, шпильки / зажимы не были закреплены. На сегодняшний день нет сообщений о том, что вентилятор отскакивает от потолка и падает. Однако сильное колебание может привести к тому, что плафоны или крышки осветительных приборов со временем постепенно ослабнут и могут упасть, создавая опасность травмирования кого-либо, находящегося под вентилятором, а также от разбитого стекла. Когда Разрушители мифов конструировали вентилятор с целью отрубить кому-нибудь голову, Скотти использовал кромкоискатель, чтобы найти точный центр их лопастей с целью устранения потенциально очень опасного раскачивания их стальных лопастей.

Колебание можно уменьшить, измерив кончик каждого лезвия от фиксированной точки на потолке (или полу) и убедившись, что все они одинаковы. Если у вентилятора есть металлическая пластина между двигателем и лопастью, это можно осторожно отрегулировать, согнув. Его также можно уменьшить, убедившись, что все лопасти имеют одинаковый шаг и все лопасти находятся на одинаковом расстоянии от соседних лопастей. Его также можно уменьшить, установив на лопасти балансировочный вес.

Галерея

  • Внутренний потолочный вентилятор с купольным светильником

  • Потолочный вентилятор FASCO с поднятыми к кончику наклонными лопастями

  • Потолочный вентилятор в индустриальном стиле под брендом Sanyo

  • Старый потолочный вентилятор из Мадхуравады , Вишакхапатнам , Индия.

  • Двухлопастный потолочный вентилятор из Индии

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки