Что такое дефлектор на кровле
Дефлекторы для вентиляции: виды, принцип действия, расчет необходимого количества и мощности
Еще с советских времен вентиляцию жилого дома или квартиры обеспечивала недостаточная герметичность строительных конструкций – тот же холодок от «дышащих» деревянных окон. Но сегодня строительные технологии вышли на другой уровень, в котором не предусмотрены случайные щели. А поэтому к внутреннему микроклимату квартир и домов стали относиться по-другому, для чего сегодня активно применяют дефлекторы для вентиляции – специальные устройства, которые обеспечивают бесперебойный приток свежего воздуха.
Предлагаем вам рассмотреть самые популярные конструкции, их преимущества-недостатки и особенности применения. Это поможет вам подобрать наиболее удачный вариант, который будет идеально подходить под особенность вашей местности и имеющуюся площадь дома. Свежий воздух очень важен!
Содержание
Когда недостаточно естественной вентиляции?
Давайте немного углубимся в вопрос и определим некоторые понятия: естественная вентиляция обеспечивается открытыми окнами или люками, мы же будем говорить о принудительной. Для этого используется такое понятие как тяга. То есть что-то должно вытягивать воздух из дома и привносить свежий.
Это действительно жизненно необходимо. Ведь, к сожалению, погоня за долговечной и практичной отделкой приводит к тому, что жилье превращается в нечто подобное «пластиковому кокону». Даже мебель иногда бывает токсичной для человека.
Признайтесь честно: всегда ли вы требуете от фирмы-продавца сертификаты экологичности? А виниловые обои, пластиковые элементы интерьера понемногу привносит в комнатный воздух небезопасные химические соединения. Да, понемногу, но в общей сумме и со временем это оказывает свое неблагоприятное влияние.
Но как же это допускают? Все дело в том, что экологическая безопасность той или иной вещи или ремонтного материала всегда оценивается только с той позиции, сколько вреда способна принести она одна. Но в странах СНГ не учитывается накопительный момент. Что, например, кроме натяжного потолка в такой комнате вполне может быть еще и уложен линолеум, а стены – выкрашены краской без приставки Eco. Порой доходит до того, что при помощи специальных измерителей выясняется: воздух в доме куда более загрязнен, чем на обочине открытой трассы.
Что же тогда делать? Единственный нормальный выход из такой ситуации — это качественная внутренняя вентиляция дома. Именно активный воздухообмен в доме создаст комфортные условия в нем проживания пребывания. И для этой цели совсем не обязательно устанавливать сложную вентиляционную систему, подключенную к электричеству. Достаточно будет удачно подобранного дефлектора, который умело задействует бесплатную силу ветра:
Если хотите разобраться в вопросе о вентиляции еще глубже, посмотрите этот занимательный выпуск:
К слову, для промышленных объектов же вентиляционные дефлекторы – вообще незаменимая вещь, ведь только так можно избавиться от неприятного запаха в тех же птичниках, конюшнях или местах хранения пищевых запасов для животных. Кроме того, свежий воздух необходимой влажности нужен для создания определенных условий содержания животных и птиц.
Принцип работы вентиляционных дефлекторов
Идем далее. Дефлектор – это специальный круглый цилиндрический колпак для вентиляционной или дымоходной трубы. Изготавливают его обычно из алюминия либо оцинкованной или нержавеющей стали, изредка бывают также медные дефлекторы. К слову, на рынке можно встретить даже пластиковые конструкции, которые особенно удобно подбирать в тон кровельного покрытия. Правда, долговечностью они похвастать не могут.
Но чем дефлектор отличается от обычного зонта? Такой во всех его модификациях всегда статичен, не крутится и не поворачивается, и его главная задача – защитить трубу от атмосферных осадков и птиц. А вот дефлектор уже берет активное участие в организации воздушного потока, а именно создает тягу.
Причем в большинстве моделей без электричества! Все дело в особенной конструкции дефлекторов, которые задействуют силу ветра в свою пользу, разрежают воздух и, благодаря законам физики, создают разницу давлений. При этом свежий воздух попадает в дом или квартиру, а выходит через вот такой дефлектор.
Здесь срабатывает так называемый эффекта Бернулли. Суть его в том, что потоки воздуха создают пониженное давление в процессе огибания преграды, а это увеличивает тягу в самом вентиляционном канале. Обеспечивает этот процесс внутренний конус в специальной форме. Вот почему настоящий дефлектор – всегда только цилиндрический:
К слову, если вы считаете, что форму и размеры дефлектора конструируют исходя из дизайнерских соображений – тогда очень ошибаетесь. На самом деле для изготовления того или иного вида производятся достаточно сложные аэродинамические расчеты и проводятся эксперименты. Поэтому все популярные виды были выведены путем поиска тех самых идеальных пропорций.
А еще такой элемент по-своему украшает крышу дома.
Популярные виды вентиляционных дефлекторов
Современный рынок предоставляет сразу несколько видов аэродинамических дефлекторов для вентиляции. И каждая из использующихся сегодня конструкций рассчитана на свои задачи, которые мы их рассмотрим.
Так, все дефлекторы делятся на такие основные виды по своему принципу работы:
Также все дефлекторы для дымохода делятся на такие две группы: ротационные турбины и статические конструкции. К ротационным относится только вращающийся дефлектор, или по-другому турбодефлектор. Остальные – статические.
Флюгер-дефлектор: противостояние ветру
Такой дефлектор ценен, когда в вентиляционном канале обычно не достает тяги или часто возникают воздушные вихри, а также если ветра в вашей местности довольно сильные и любят менять направление. Вот как выглядит конструкция флюгера:
Чаще всего встречается насадка-дефлектор, называемая драконом. Именно ее вы видите на иллюстрации выше. Это колпак для трубы со своей уникальной системой подшипников, которая вращается только в нужную сторону. Здесь струи воздуха попадают в пространство между гнутыми козырьками, меняют вектор и идут вверх. Это создает нужное разрежение воздуха в дымовой трубе, благодаря чему и возникает тяга.
Выполняет функцию дефлектора также конструкцию, которую называют «Капюшон» или «Сачок». Это полукруглый желоб-уловитель ветра, который установлен внутри канала на поворотном штоке.
Но у флюгера есть небольшая проблема – зимой он способен леденеть. Поэтому подшипники в нем необходимо постоянно смазывать. Вот почему флюгарки больше оправдывает себя в южных теплых районах, где менее суровые зимы.
Дефлектор ЦАГИ: тонко продуманный механизм
Дефлектор ЦАГИ — это уникальная разработка института им.Жуковского. Ее принцип работы состоит в том, что тяга увеличивается не только за счет перепада давления на высоте двух метров от кровли, но и за счет воздушного и теплового напора. Причем такой дефлектор разрешено устанавливать прямо в вентиляционный канал скрытым способом.
Широкая сторона у диффузора направлена вверх, а крышка изготовлена в форме конуса. В основном такой дефлектор предназначен для воздухоотводов сечением от 10 до 125 см, и бывают самых разных габаритов.
Посмотрите, насколько сложная здесь на самом деле конструкция:
Главное преимущество дефлектора ЦАГИ в том, что он блокирует обратную тягу даже при сильном ветре.
Дефлектор Григоровича: проще простого
Самая простая конструкция – Григоровича. В этом устройстве расширение конуса идет вниз, а под колпаком устроен обратный конус – для создания дополнительного притока воздуха. Он имеет вид тарелки из двух зонтов, которая расположена над обтекающей стенкой.
В этой модели под колпаком воздух не накапливается вообще, что хорошо сказывается на свойствах этого кровельного элемента. Причем такой дефлектор домашние мастера любят клепать самостоятельно:
Еще его называют дефлектором Вольперга-Григоровича.
Вытяжные дефлекторы для комплексных систем
А вот дефлекторы такого вида уже работают от электричества:
Обычно вентиляция, которая основана на электричестве – это не простая труба в доме, а скорее целый комплекс из приборов, который не только очищает воздух, но еще и подогревает его. А чтобы воздух имел возможность меняться, в верхней точке вентиляционной трубе устанавливают специальный аэродинамический механизм.
Турбодефлектор: эстетика и практичность – на высоте!
Турбодефлектор тоже не требует установки дополнительного оборудования или электрической энергии.
Давайте внимательнее рассмотрим, как именно работает такой кровельный элемент. Так, у него есть подвижная часть – крыльчатка. Она всегда будет двигаться только в одну сторону, независимо от того, откуда дует ветер. В трубе при этом будет образовываться вакуум, влияющий на захват воздуха. Благодаря движению только по одной оси в помещении не возникнет обратной тяги. Кроме того, из-за особой формы колпака в трубе исключены осадки или мусор.
Применяется турбодефлектор для вентиляционной трубы также для газовых котлов с электроподжигом. Сама турбина может вращаться как под действием ветра, или с подающим током. Но чаще всего все-таки встречается именно самораскручивающая турбина, для которой достаточно легкого дуновения ветерка.
А теперь о недостатках. Такое устройство стоит дороже, чем обычные модели. На его цену в основном влияет используемый материал – оцинкованная ли сталь, присутствует ли полимерное покрытие. Также некоторые неблагоприятные условия способны привести к его остановке, будь то полный штиль или повышенная влажность в сочетании с отрицательной температурой. Конечно, производители над этим работают, и современные турбодефлекторы все меньше подвергаются обледенению.
Дефлектор Ханженкова
Эта необычная конструкция представляет собой тарелку-дождевик, которая выполняет функцию вытяжного зонта, погруженного на нужное расстояние внутрь окружной стенки.
Дефлекторы низкого давления
И, наконец, сегодня приобретают популярность дефлекторы низкого давления Vilpe, Alipai, которые до этого времени устанавливали преимущественно только на чердаки. А сегодня они неплохо справляются с задачей воздухообмена и на мансардных этажах.
Как рассчитать мощность и количество дефлекторов?
Итак, то, что без свежего воздуха в жилом помещении никак, и какие для этого есть пути решения, вы уже поняли. И то, что ваш дом или квартира будет понемногу проветриваться – уже хорошо, но важно создать действительно качественный микроклимат. Причем для каждого помещения – свои требования. Давайте рассмотрим такой расчет на примере турбодефлектора:
Количество вентиляционных дефлекторов высчитывают по специальной формуле:
По всем правилам воздухообмен в любом помещении должен происходить в три цикла за один час.
А какой дефлектор для вентиляционной трубы решили устанавливать вы?
Вентиляционный дефлектор на вытяжную трубу – конструкция и принцип работы
В отличие от дымоходов, оголовки вертикальных шахт вытяжной вентиляции всегда накрываются зонтами. Попадание осадков внутрь воздуховода нежелательно – воде некуда деваться. Суть проблемы: защитный колпак создает дополнительное аэродинамическое сопротивление воздушному потоку. Работа естественной вытяжки ухудшается, а при недостатке тяги прекращается вовсе.
Вопрос решается так: на конец трубы вместо традиционного «грибка» монтируется вентиляционный дефлектор. Установка выполняется своими руками, но сначала нужно подобрать конструкцию вытяжного устройства.
Зачем нужен дефлектор
Для лучшего понимания вопроса приведем данные из справочной литературы. Величина местного сопротивления потоку воздуха в системах вентиляции характеризуется безразмерным коэффициентом ξ. Чем больше его значение, тем сильнее фасонный элемент – зонт, колено, шибер — замедляет движение газов по трубопроводу.
Применительно к нашим случаям коэффициент составляет:
Примечание. Здесь нет ошибки – даже при свободном выбросе из шахты воздушная струя преодолевает местное сопротивление от внезапного расширения. Источник: «Справочник по теплоснабжению и вентиляции», издание 1976 г.
Итак, дефлектор — это насадка, которая под действием ветра создает разрежение на выходе из вертикального вентканала и таким образом уменьшает аэродинамическое сопротивление потоку. То есть, выступает усилителем тяги.
Вдобавок вытяжное устройство решает такие задачи:
Принцип работы любого дефлектора основан на двух эффектах: разрежение от ветровой нагрузки и эжекция (увлечение) медленного потока газов более быстрым. Хотя некоторые зарубежные производители реализуют механическое побуждение – попросту оснащают зонт электрическим вентилятором. Рассмотрим устройство каждой конструкции по отдельности.
В этом ракурсе хорошо видно, что сечение нижнего патрубка насадки не уменьшается, значит, скорость и давление газов не изменяется
Замечание. В интернете работу подобных колпаков часто объясняют действием закона Бернулли либо эффекта Вентури. Оба физических явления предполагают сужение воздуховода, ускорение потока и падение давления. В действительности дефлекторы не уменьшают сечение канала (смотрите выше на фото) — разрежение создается исключительно силой ветра.
Разновидности насадок
Сейчас можно приобрести в готовом виде либо сделать самостоятельно следующие виды колпаков – усилителей тяги:
Включать в список и рассматривать обычные зонтики бессмысленно – подобные изделия не улучшают тягу, лишь прикрывают срез трубы от дождя.
Устройство колпаков типа ЦАГИ
Данная конструкция разработана в период СССР профильным НИИ (научным институтом). Дефлектор состоит из таких деталей (показаны на чертеже):
Схема работы изделия проста: ветровой обдув корпуса с любой стороны создает зону разрежения над открытым сверху диффузором. Поступающие из шахты отработанные газы увлекаются этим разрежением, выходят наружу и подхватываются ветром – срабатывает принцип эжекции.
Ниже в таблице представлены характеристики типовых дефлекторов ЦАГИ – размеры, производительность в зависимости от скорости ветрового потока.
Замечание. Производительность указана без учета сопротивления системы воздуховодов, пересекающих крышу. Реальный объем вытяжки зависит от высоты подъема трубы и перепада температур внутреннего/наружного воздуха.
Из всех статичных усилителей тяги колпак ЦАГИ признан наиболее эффективным, невзирая на почтенный возраст разработки. Плюсы конструкции:
Недостаток дефлектора – зависимость от скорости ветра. Если потоки движутся медленнее 2 м/с, эффективность устройства стремится к нулю. Впрочем, штиль оказывает негативное влияние на работу любой насадки, призванной усиливать естественную тягу в вентканале.
Колпак работает благодаря ветровому подпору — над срезом воздуховода возникает разрежение
Обратите внимание: в современных версиях ЦАГИ заводского изготовления предусматривается утепление нижнего стакана, если колпак крепится к крышной сэндвич-трубе. Под «грибком» мы видим юбку, хотя проходное сечение канала не уменьшается.
Статический зонт Волпера
Этот дефлектор скорее является ветрозащитным устройством, нежели усилителем природной тяги. Хотя потери давления на выходе потока насадка успешно компенсирует. Конструкция включает следующие элементы:
Колпак устанавливается на воздуховод круглого сечения либо прямоугольную шахту через переходник. Как работает дефлектор вентиляции Волпера:
Насадка уступает конструкции ЦАГИ в эффективности, зато лучше защищает воздуховод от порывов ветра. Сделать изогнутый стакан сложнее, потому домашние умельцы попросту изготавливают конус. Для повышения производительности под зонтом ставится аналогичная тарелка в зеркальном отражении, как показано на видео:
Н-образная насадка
Эта оригинальная конструкция представляет собой узел из труб в виде русской буквы «Н», вытяжка подключена к середине воображаемой перекладины. С какой бы стороны ветер ни задул в открытые трубы – сверху или снизу – более быстрый поток станет эжектировать (увлекать за собой) воздушную струю из вентиляционного стояка.
Преимущество Н-образного дефлектора – почти стопроцентная защита от задувания ветра, обратной тяги, попадания влаги и обмерзания. Указанные плюсы перечеркиваются не менее существенными минусами:
Дополнение. Мы пропустили 1 преимущество насадки – ее несложно собрать своими руками из готовых тройников. Применить изделие можно для вентиляции подсобных строений, например, бани или теплого сарая.
Турбодефлекторы и флюгеры
Мы объединили эти 2 разновидности насадок в один раздел из-за схожести принципа действия:
По эффективности динамические колпаки выигрывают у статических, но имеют ряд особенностей эксплуатации:
Справка. Цены флюгеров и ротационных дефлекторов выше, чем статических насадок. Пример: заводской зонт ЦАГИ, сделанный по серии 5.904.51, стоит от 23 у. е., турбодефлектор – 38 у. е. Вывод: за эффективность придется доплачивать, плюс ежегодно забираться на крышу и обслуживать вентиляционный девайс.
Как работает флюгер сравнительно с открытой трубой, смотрите на видео:
Колпак принудительного действия Astato
Это единственный тип дефлектора, функционирующий при любой погоде, включая полный штиль. Насадка выполнена из двух усеченных конусов, повернутых вершинами друг к другу. Верхняя часть снабжена зонтом и осевым электровентилятором. Сбоку проем закрыт алюминиевой сеткой от птиц.
Как работает дефлектор французского бренда Astato:
Примечание. Порог срабатывания датчика настраивается пользователем. Cтатодинамическое устройство может работать без дорогой автоматики – от реле температуры либо включаться ручным способом.
Единственный недостаток активного дефлектора Astato – космическая по нашим меркам цена. Чтобы купить насадку минимального диаметра 160 мм, придется уплатить 1395 евро. Хотите автоматизировать работу принудительной вытяжки — добавьте сюда стоимость блока EOL – еще 1520 евро.
Какой дефлектор выбрать
Если вы хотите установить колпак – усилитель тяги с минимальными затратами и не обслуживать изделие в процессе эксплуатации, рекомендуем остановиться на статичных моделях – дефлекторе Волпера либо ЦАГИ. Последний вариант предпочтительнее для собственноручного изготовления.
Совет. Размер насадки выбирайте по диаметру вытяжного ствола. Если из дома выведена прямоугольная шахта, подбор делается по эквивалентному круглому сечению. То есть, необходимо сделать расчет поперечника канала, потом взять круг аналогичной площади. При установке используется адаптер.
Рекомендации по выбору различных дефлекторов:
Дефлекторы Astato приобретайте по желанию – усилитель будет работать в любых условиях. Но помните: движущиеся части насадки нужно периодически обслуживать.
Изготовление своими силами
Технологию сборки колпака предлагаем пояснить на примере насадки типа ЦАГИ. Детали вырезаются из оцинкованной стали толщиной 0.5 мм, между собой скрепляются заклепками или болтами с гайками. Конструкция вытяжного элемента представлена на чертеже.
Для изготовления понадобится обычный слесарный инструмент:
Ниже в таблице указаны размеры деталей дефлектора и окончательный вес изделия.
Справка. Наиболее «ходовые» диаметры вентиляционных каналов – 100 либо 110 мм, когда вытяжка сделана пластиковой канализационной трубой.
Алгоритм сборки следующий. По разверткам вырезаем ножницами заготовки зонта, диффузора и обечайки, скрепляем между собой заклепками. Раскрой обечайки не представляет сложности, развертки диффузора и зонта показаны на чертежах.
Раскрой нижнего стакана — расширяющегося диффузора
Готовый дефлектор насаживается на оголовок, нижний патрубок стягивается хомутом. На квадратную шахту придется сделать или купить переходник, чей фланец прикрепляется к торцу трубы.
Можно ли устанавливать на дымоход
Установкой дефлектора незадачливые домовладельцы пытаются решить проблему недостатка тяги. Такое случается, когда дымоходная труба сделана неправильно – оголовок попал в зону ветрового подпора крыши, поднят на малую высоту либо сосед построил рядом высокое здание.
Лучший решение при недостаточной тяге — поднять дымоотвод на нужную высоту. Почему на оголовок нежелательно нахлобучивать различные насадки:
Оголовки печных газоходов допускается оснащать зонтиками, но турбодефлектор там точно не нужен. Тема монтажа колпаков на дымоотводные каналы подробно раскрыта в отдельном материале.
Дефлектор вентиляционный – вытяжное устройство на трубу
Что представляет собой дефлектор
Сегодня цилиндрический, конусообразный или округлый корпус дефлектора можно увидеть на крышах частных домов. По сути, дефлектор представляет собой аэродинамическую насадку, предназначенную для создания дополнительного разряжения на срезе вентиляционной трубы. В результате увеличивается перепад давления над трубой и внутри помещения, увеличивается тяга и производительность вентиляционной системы.
Конструктивно любой дефлектор состоит из трех узлов:
К сведению! Замечательным свойством дефлектора является его абсолютная автономность. Устройство, обеспечивающее дополнительный прирост тяги почти на 10-20%, работает без внешних источников электрической или тепловой энергии.
Для работы вентиляционному дефлектору необходимо одно условие — постоянный, стабильный горизонтальный поток ветра, желательно одного направления. В условиях постоянного потока воздуха дефлекторная насадка позволяет уменьшить высоту вентиляционной трубы на крыше почти вдвое. В безветрие дефлектор практически не работает.
Усиление тяги благодаря сжатию дополнительного потока воздуха также используется в дымоходах и продувках, когда из помещения или камеры сгорания необходимо быстро удалить продукты сгорания, дым, гарь, копоть. Дефлектор помогает резко интенсифицировать горение. Например, в эпоху паровозов использовался импровизированный бустер: чтобы резко увеличить мощность паровой машины, пара из котла выбрасывалась через дымовую трубу наружу, что увеличивало интенсивность горения и мощность двигателя чуть ли не на 70%.
Зачем нужен дефлектор
Для лучшего понимания вопроса приведем данные из справочной литературы. Величина местного сопротивления потоку воздуха в системах вентиляции характеризуется безразмерным коэффициентом ξ. Чем больше его значение, тем сильнее фасонный элемент – зонт, колено, шибер — замедляет движение газов по трубопроводу.
Применительно к нашим случаям коэффициент составляет:
Примечание. Здесь нет ошибки – даже при свободном выбросе из шахты воздушная струя преодолевает местное сопротивление от внезапного расширения. Источник: «Справочник по теплоснабжению и вентиляции», издание 1976 г.
Итак, дефлектор — это насадка, которая под действием ветра создает разрежение на выходе из вертикального вентканала и таким образом уменьшает аэродинамическое сопротивление потоку. То есть, выступает усилителем тяги.
Вдобавок вытяжное устройство решает такие задачи:
Принцип работы любого дефлектора основан на двух эффектах: разрежение от ветровой нагрузки и эжекция (увлечение) медленного потока газов более быстрым. Хотя некоторые зарубежные производители реализуют механическое побуждение – попросту оснащают зонт электрическим вентилятором. Рассмотрим устройство каждой конструкции по отдельности.
В этом ракурсе хорошо видно, что сечение нижнего патрубка насадки не уменьшается, значит, скорость и давление газов не изменяется
Замечание. В интернете работу подобных колпаков часто объясняют действием закона Бернулли либо эффекта Вентури. Оба физических явления предполагают сужение воздуховода, ускорение потока и падение давления. В действительности дефлекторы не уменьшают сечение канала (смотрите выше на фото) — разрежение создается исключительно силой ветра.
Принцип действия дефлектора
За счёт установки дефлектора на трубу вентиляции, улучшается тяга, ведь дефлектор отклоняет воздушные массы, тем самым образуя на выходе шахты вентиляции, зону с пониженным давлением. За счёт этого воздух внутри трубы поднимется вверх и компенсирует давление.
Существуют разные конструкции дефлекторов, но принцип работы у всех одинаковый. Современные агрегаты чаще всего имеют сужение канала, это увеличивает скорость прохождения воздуха над оголовком трубы. Это усиливает тягу и имеет называние «принцип аэрографа».
Если правильно подобрать и правильно использовать дефлектор, то можно добиться более эффективной работы системы вентиляции.
Больший эффект дефлекторы показывают при установке на каналах вентиляции с горизонтальными и вертикальными участками.
Так же вентиляционные дефлекторы играет роль защиты воздуховода от попадания в него мусора, осадков окружающей среды, мелких птиц, грызунов и т.п. Для изготовления дефлектора используют нержавеющую сталь или керамика, так как его устанавливают снаружи сооружения.
Положительные и отрицательные качества
Положительными качествами применения вентиляционного дефлектора являются:
Но если ветер будет дуть снизу, то поток воздуха ударяется о часть дефлектора находящуюся сверху и не даёт воздушному потоку выходить наружу, что даёт сбой работы системы.
Стоит отметить, что вентиляционные дефлекторы часто стали обустраивать с двумя конусами и соединёнными основаниями, что исключает возникновение вышеописанной проблемы.
Преимущества и недостатки турбодефлеторов
Что получит пользователь, который сделает турбодефлектор вентиляционный своими руками или купит его? Массу преимуществ и только положительные впечатления о его работе. Вот плюсы, которыми обладает изделие для вентиляции или дымохода:
Вот почему турбодефлекторы так часто используются. Но наряду с плюсами, у изделий есть и некоторые минусы:
В зависимости от материала изготовления, цена на устройство может быть довольно высокой. Все же этих недостатков очень мало, поэтому многие предпочитают использование дефлектора для своей вентиляционной системы.
Область использования
Где именно можно применять турбодефлекторы? Изделия прекрасно зарекомендовали себе в помещениях и объектах, где крайне нужен обмен воздуха. Сфера использования:
Важно! Турбодефлектор также используется для вентилирования подкровельного пространства.
Но, как же сделать турбодефлекторы вентиляционные своими руками? Давайте узнаем.
Основные задачи «вентиляционного колпака»
Эффективность системы вентиляции с естественным побуждением воздуха во многом определяется атмосферными условиями. Воздушные потоки циркулируют за счет подъемной силы, возникшей из-за температурной разницы внутри и снаружи помещения.
Работу вентиляции «корректирует» и ветер – он может, как ускорять, так и затруднять естественный воздухообмен.
Летом, когда температурный режим дома и на улице выравнивается, перепад давления и тяга стремится к нулю – естественная вентиляция дает сбой. Циркуляция воздуха сокращается, а в некоторых случаях наблюдается опрокидывание тяги
Частично снизить влияние погодных факторов, направить их на благо функционирования вентсистемы и повысить скорость воздуха позволяет установка дефлектора. Модуль, по форме напоминающий колпак, монтируют в верхней точке вытяжного канала.
Дефлектор решает две основные задачи:
Зонтичная конструкция используется для повышения тяги и в дымоходе. Кроме того, дефлектор на дымовой трубе дополнительно исполняет роль искрогасителя.
Вентиляционный колпак теряет эффективность, когда ветер дует снизу – воздушный поток ударяется о козырек и препятствует работе вытяжки. Решение проблемы – монтаж дефлектора с двумя конусами
Классификация ветровых насадок
Несмотря на одинаковое предназначение, вытяжные колпаки различаются между собой.
Определяя оптимальную модель устройства, надо оценить:
Материал изготовления. В производстве используется алюминий, нержавеющая сталь, оцинковка, медь, пластик и керамика.
Оптимальным решением с точки зрения баланса «стоимость/качество» считаются стальные и алюминиевые изделия. Медные дефлекторы используются редко из-за дороговизны.
Пластиковые модели отличаются от собратьев более низкой ценой, многообразием расцветок и форм. Недостатки полимеров: восприимчивость к высоким температурам и ограниченность службы
Симбиоз прочности и декоративности – комбинированные колпаки из металла, покрытые пластиком.
Принцип работы. Исходя из функциональных особенностей вентиляционные устройства делят на 4 группы.
К первой группе относятся модели традиционного типа. Статичные дефлекторы отличаются простотой конструкции и возможностью самостоятельной сборки. Клапаны монтируются на вытяжных шахтах квартирных и производственных аэрационных воздуховодов.
Вторая группа (ротационные дефлекторы) снабжены системой вращающихся лопастей. Сложный механизм состоит из активной головки и статичной основы.
Порывы ветра побуждают лопастный барабан к вращению. В процессе работы в устье шахты создается вакуум, препятствующий появлению обратной тяги
Статичный вытяжной дефлектор с эжектирующим вентилятором – современная технология. На торце вентканала установлен неподвижный колпак, непосредственно под ним внутри шахты вмонтирован низконапорный осевой вентилятор.
Устройство стато-ротационной модели: 1 – статичный дефлектор, 2 – вентилятор, 3 – датчик давления, 4 – теплоизолированная колба, 5 – шумопоглощающий вентканал, 6 – дренаж, 7 – фальшпотолок
При нормальных внешних условиях система функционирует, как традиционный статичный дефлектор. По мере снижения ветрового и термического давления срабатывает датчик – в работу включается осевой вентилятор и тяга нормализуется.
Интересная разработка, заслуживающая внимания – дефлектор эжекционного типа с поворотным корпусом. Вращающийся колпак устанавливается над шахтой.
Модель состоит из горизонтальной и вертикальной трубы, которые соединяются между собой шарнирным механизмом. Сверху дефлектора есть перегородка – флюгер.
Горизонтальная труба разворачивается по направлению ветра. Потоки устремляются во внутреннюю часть и создают разряжение – тяга в устье шахты увеличивается
Конструктивные особенности. Модели с одинаковым принципом побуждения естественной вентиляции имеют некоторые отличия в устройстве.
Дефлекторы бывают открытого или закрытого типа, квадратной или круглой формы, с одним колпаком или несколькими конусными зонтами. Характеристики наиболее востребованных и эффективных модификаций описаны ниже.
Разновидности насадок
Сейчас можно приобрести в готовом виде либо сделать самостоятельно следующие виды колпаков – усилителей тяги:
Включать в список и рассматривать обычные зонтики бессмысленно – подобные изделия не улучшают тягу, лишь прикрывают срез трубы от дождя.
Устройство колпаков типа ЦАГИ
Данная конструкция разработана в период СССР профильным НИИ (научным институтом). Дефлектор состоит из таких деталей (показаны на чертеже):
Схема работы изделия проста: ветровой обдув корпуса с любой стороны создает зону разрежения над открытым сверху диффузором. Поступающие из шахты отработанные газы увлекаются этим разрежением, выходят наружу и подхватываются ветром – срабатывает принцип эжекции.
Ниже в таблице представлены характеристики типовых дефлекторов ЦАГИ – размеры, производительность в зависимости от скорости ветрового потока.
Замечание. Производительность указана без учета сопротивления системы воздуховодов, пересекающих крышу. Реальный объем вытяжки зависит от высоты подъема трубы и перепада температур внутреннего/наружного воздуха.
Из всех статичных усилителей тяги колпак ЦАГИ признан наиболее эффективным, невзирая на почтенный возраст разработки. Плюсы конструкции:
Недостаток дефлектора – зависимость от скорости ветра. Если потоки движутся медленнее 2 м/с, эффективность устройства стремится к нулю. Впрочем, штиль оказывает негативное влияние на работу любой насадки, призванной усиливать естественную тягу в вентканале.
Колпак работает благодаря ветровому подпору — над срезом воздуховода возникает разрежение
Обратите внимание: в современных версиях ЦАГИ заводского изготовления предусматривается утепление нижнего стакана, если колпак крепится к крышной сэндвич-трубе. Под «грибком» мы видим юбку, хотя проходное сечение канала не уменьшается.
Статический зонт Волпера
Этот дефлектор скорее является ветрозащитным устройством, нежели усилителем природной тяги. Хотя потери давления на выходе потока насадка успешно компенсирует. Конструкция включает следующие элементы:
Колпак устанавливается на воздуховод круглого сечения либо прямоугольную шахту через переходник. Как работает дефлектор вентиляции Волпера:
Насадка уступает конструкции ЦАГИ в эффективности, зато лучше защищает воздуховод от порывов ветра. Сделать изогнутый стакан сложнее, потому домашние умельцы попросту изготавливают конус. Для повышения производительности под зонтом ставится аналогичная тарелка в зеркальном отражении, как показано на видео:
Н-образная насадка
Эта оригинальная конструкция представляет собой узел из труб в виде русской буквы «Н», вытяжка подключена к середине воображаемой перекладины. С какой бы стороны ветер ни задул в открытые трубы – сверху или снизу – более быстрый поток станет эжектировать (увлекать за собой) воздушную струю из вентиляционного стояка.
Преимущество Н-образного дефлектора – почти стопроцентная защита от задувания ветра, обратной тяги, попадания влаги и обмерзания. Указанные плюсы перечеркиваются не менее существенными минусами:
Колпак максимально предохраняет от задувания и опрокидывания тяги, но сам создает немалое сопротивление вытекающим газам
Дополнение. Мы пропустили 1 преимущество насадки – ее несложно собрать своими руками из готовых тройников. Применить изделие можно для вентиляции подсобных строений, например, бани или теплого сарая.
Турбодефлекторы и флюгеры
Мы объединили эти 2 разновидности насадок в один раздел из-за схожести принципа действия:
Опорный элемент колпака-флюгера частично перекрывает проходное сечение вентканала
По эффективности динамические колпаки выигрывают у статических, но имеют ряд особенностей эксплуатации:
Справка. Цены флюгеров и ротационных дефлекторов выше, чем статических насадок. Пример: заводской зонт ЦАГИ, сделанный по серии 5.904.51, стоит от 23 у. е., турбодефлектор – 38 у. е. Вывод: за эффективность придется доплачивать, плюс ежегодно забираться на крышу и обслуживать вентиляционный девайс.
Как работает флюгер сравнительно с открытой трубой, смотрите на видео:
Колпак принудительного действия Astato
Это единственный тип дефлектора, функционирующий при любой погоде, включая полный штиль. Насадка выполнена из двух усеченных конусов, повернутых вершинами друг к другу. Верхняя часть снабжена зонтом и осевым электровентилятором. Сбоку проем закрыт алюминиевой сеткой от птиц.
Как работает дефлектор французского бренда Astato:
Примечание. Порог срабатывания датчика настраивается пользователем. Cтатодинамическое устройство может работать без дорогой автоматики – от реле температуры либо включаться ручным способом.
Единственный недостаток активного дефлектора Astato – космическая по нашим меркам цена. Чтобы купить насадку минимального диаметра 160 мм, придется уплатить 1395 евро. Хотите автоматизировать работу принудительной вытяжки — добавьте сюда стоимость блока EOL – еще 1520 евро.
Виды ротационных дефлекторов
Для улучшения действия вентиляционной системы квартиры или частного дома разработано много модификаций дефлекторов. Некоторые из них статические, другие — ротационные.
К последним можно отнести турбины с вращающейся головкой-крыльчаткой, которая работает благодаря силе ветра.
Конструкция дефлектора может иметь вращающийся или статичный корпус. Все устройства созданы для улучшения тяги в дымоходе или вентиляционном канале, для защиты от дождя, снега, града, от проникновения птиц. Но самым эффективным из всех считается турбодефлектор
Классификацию ротационных турбин можно провести по следующим характеристикам:
Производители выпускают модели турбодефлекторов, которые внешне очень схожи друг с другом. Но их характеристики могут несколько отличаться.
Вот краткая информация о некоторых из них:
Это продукция из высококачественной нержавеющей стали. Походит для улучшения тяги в вентиляционных системах и дымоходах. Применяют в условиях повышения температуры до 500 °C.
На рынке встречается также продукция менее известных торговых марок и производителей. К покупке таких изделий следует отнестись с осторожностью, запрашивая сертификат качества.
Габаритные размеры
Осуществив подбор устройства по типу материала и конструктивным особенностям, следует вычислить размеры дефлектора, который вам подойдет. В таблице ниже приведены основные из них на примере насадки ЦАГИ.
Стандартные размеры насадки ЦАГИ
Если выше нет значения, отвечающего параметрам (диаметру) вашего вентканала, расчет дефлектора выполняется по следующему принципу:
Можно воспользоваться следующей схемой для расчета всех элементов в зависимости от выбранного диаметра трубы:
Чертеж дефлектора с расчетами величин элементов
Область применения устройства
Ротационная турбина хорошо себя зарекомендовала в помещениях и на объектах, на которых необходим повышенный воздухообмен.
Кроме помещений, турбину используют для вентиляции подкровельного пространства.
Если мощности одной установки оказывается недостаточно, то на основании проведенных расчетов проводят монтаж установки с несколькими турбодефлекторами для вентиляции
Как рассчитать потребность в устройствах?
Для вентиляции небольших помещений (комнат, гаражей, подвалов) используется турбина с диаметром основания 110—160 мм. Устройства с размерами от 200 до 600 мм подойдут для помещений до 40 м2 с постоянным пребыванием в них до четырех человек.
Большие диаметры, 400 до 680 мм используются при обеспечении воздухообмена в помещениях с большой площадью, многоквартирных домах, складах, животноводческих фермах.
Дефлектор часто используют там, где нужно организовать воздухообмен, но сложно добиться хорошей тяги. Таким местом, например, может быть погреб
Точно высчитать необходимое для установки количество дефлекторов можно, используя формулу:
Вентилируемый объем = кратность воздухообмена в час Х объем помещения.
Показатель воздухообмена в час различен для разных помещений. Таблица для удобства разделена на показатели для бытовых и промышленных помещений
Количество вентиляционных дефлекторов = вентилируемый объем/производительность дефлектора.
Для примера: Помещение имеет 12 м в ширину, 20 м в длину и 3,5 м в высоту. Сила ветра в среднем равна 3,5 м/с. Воздухообмен помещения должен пройти в 3 цикла за час. Вычисления проводятся следующим образом:
Исходя из вычислений, для вентиляции помещения необходимо установить 4 дефлектора соответствующей модели.
Установка турбодефлектора на дымовых трубах котлов, работающих на газу или жидком топливе, возможна, при условии, что температура на выходе не превышает максимальную температуру, заявленную производителем.
Она может быть от 100 до 500 °C. При более высокой температуре, чем допускается, необходимо использовать специальные высокотемпературные насадки.
Инструменты и материалы
Скажем сразу, что такая работа не самая легкая, так как турбодефлектор имеет сложную конструкцию. Чтобы воплотить все в жизнь, нужны такие инструменты и материалы:
На фото ниже можно увидеть чертеж турбодефлектора.
Как именно изготовить его своими руками, вы увидите из данного видео:
Основная задача – сделать посадочную часть нужного диаметра. После чего к ней привариваются пластины с трубкой посередине, куда и будет установлена вращающаяся часть. Из листков стали по шаблону формируются лопасти, которые присоединяются к конструкции, формируя турбодефлектор. Весь процесс и детали наглядно изображены на видео.
Когда турбодефлектор сделан, можно приступать к его установке. Он монтируется на дымоходную трубу. Нижняя часть надевается на трубу и фиксируется болтами. Это надежное крепление, которое будет удерживать конструкцию на месте.
Правила монтажа турбины
Вентиляционные турбины могут устанавливаться непосредственно на скатную или прямую кровлю, на вылет дымохода или вентиляционной шахты. Место размещения зависит от области применения турбины.
Для вентиляции подкровельного пространства используют турбину с диаметром основания 315 мм. Она может обслужить 50—80 м2 кровли — точная площадь зависит от наклона кровельного покрытия — чем меньший угол, тем большее число турбодефлекторов нужно монтировать.
Для установки на скатную конструкцию выбирают самую высокую точку на скате. При усовершенствовании вентиляционных систем жилых помещений монтаж производят на вылет вентиляционной шахты.
При монтаже на плоское основание крыши нужно учитывать высоту снежного покрова и устанавливать турбодефлектор выше его среднего показателя для конкретного региона. В любом случае он не должен быть ниже 180 мм
Выполняя монтаж ротационной турбины на трубу дымохода, расчет его высоты проводят вместе с устройством. То есть турбодефлектор, как часть дымохода увеличивает его длину.
Правила размещения дымохода относительно конька остаются такими же, как и при монтаже трубы без каких-либо насадок:
Чтобы уменьшить потери тепла в зимний период через вентиляционную систему, производитель допускает использование задвижек (для жилых помещений) или регулируемых воздухозаборных устройств (для складских и производственных площадей).
Высота оголовка трубы относительно конька должна отвечать определенным правилам. Иначе, велика вероятность появления обратной тяги. И хотя с установленным дефлектором это явление исключено, но неправильное размещение трубы может привести к ухудшению движения в канале
Расчет и чертежи
Если приобретать готовый прибор в магазине не представляется возможным, то при большом желании и наличии свободного времени можно изготовить агрегат самостоятельно. Если имеется опыт в проведении подобных работ, то на изготовление дефлектора может уйти всего около 10 часов. Это долгая история, так как сначала нужно будет провести расчеты, затем составить чертеж и только после этого приступить к сборке. Некоторым проще приобрести готовый дефлектор с турбиной в специализированном магазине (их цена стартует от 3,5 тыс. рублей). Но если все же принято решение изготовить механизм самостоятельно, то действия будут выглядеть следующим образом. Для начала подготовьте необходимые инструменты и материалы:
Нужно нарисовать и изготовить макет из подготовленного картона для того, чтобы сверить расчеты и не переделывать изделие. Ножницами по металлу вырезать круг необходимого диаметра. Нарезать нужное число лопастей (обычно 20-25, не более). Они должны иметь прямоугольную форму. Загнуть заготовки лопастей под примерно одинаковым радиусом. Эта работа выполняется исключительно вручную, поэтому возможны небольшие погрешности, так как не все детали будут иметь одинаковый изгиб.
Загибать металл стоит при помощи стеклянной банки. Те углы пластин, которые будут прикрепляться к муфте, необходимо загнуть под прямым углом. В этой части дрелью и сверлом по металлу организуются отверстия под метизы. Лопасти прикрепить к краям круга. На изделие крепится подшипниковый узел. Дефлектор своими руками готов.
Как собрать турбодефлектор самостоятельно?
Сами турбодефлекторы сегодня стоят относительно недорого, если сравнивать с другими кровельными элементами. Да и в процессе эксплуатации на них не нужны никакие дополнительные расходы.
Но, если все же вы хотите помастерить и изготовить такое изделие своими руками, мы подробно расскажем и покажем вам на практике, как это сделать.
Шаг 1. Проектирование и чертеж
Если речь идет об обычном загородном доме, тогда вам вполне подойдет турбодефлектор со стандартным диаметром 315 мм. Таковой способен обслужить дом площадью 80 квадратных метров.
Но лучше ориентируйтесь на такие цифры:
В общей сложности наружные размеры самого дефлектора будут равны диаметру трубы плюс от 80 до 120 мм. И для того, чтобы изготовить свое изделие, лучше взять за основу чертеж от промышленного турбодефлектора:
Шаг 2. Выбор материалов изготовления
Для каждого элемента турбодефлектора производители тщательно подбирают материал согласно определенным техническим требованиям, которые рассчитываются в зависимости от нагрузок.
Например, для всех наружных элементов в ход идет алюминиевый сплав специальных марок, обязательно электрополированный, или минимум – оцинкованная или ламинированная жесть, либо нержавеющая сталь. Нержавейка, конечно, лучше тем, что она обладает неким свойством самовосстанавливаться, в чем ей помогает специальная пленка из окисла хрома:
Главное требование к самим материалам – обеспечить дефлектору прочность, износостойкость и долговечность. Ведь помните о том, что такие кровельные элементы всегда работают в условиях повышенной влажности, под давлением ветра и дождя.
Вот почему все рабочие части турбодефлектора изготавливают либо из окрашенного специальным способом металла, либо оцинковки или нержавеющей стали. Но, если используется оцинкованный металл, все изделия важно тщательно проверить на наличие царапин, которые в будущем не перейдут в ржавчину.
Крайне важно, чтобы со временем не ржавели внутренние элементы. Поэтому обычно при самостоятельном изготовлении турбодефлектора его центральную ось делают из прочной нержавейки, а вот вертикальные опоры и радиальные элементы ради существенного снижения веса конструкции – уже алюминиевыми.
Помните также о том, что для производства промышленных моделей используются сложные сборочные кондуктора и даже лазерная резка. Вся производственная линия занимают немало места в цеху, поэтому старайтесь изготовить качественный дефлектор, но не требуйте от него в итоге многого, особенно в плане долговечности.
А вот для этого самодельного дефлектора и вовсе применили самые необычные материалы:
Действительно, довольно часто при самостоятельном изготовлении турбодефлектора используется пластик как более дешевый материал.
Единственное, что в сильные морозы на внутренних стенках цилиндра может образоваться наледь, которая затрудняет его движение. Но раз вы уже все делаете своими руками, можете поиграть с формой дефлектора. Ведь даже в продаже они встречаются не только шарообразной формы, но и конической, и цилиндрической.
Шаг 3. Изготовление отдельных деталей
Далее вам нужно будет из металлического листа при помощи ножниц по металлу, электролобзика или зубила вырезать все элементы будущей конструкции. Обработать их на электроточиле или напильником.
Вот тщательные замеры стандартного промышленного турбодефлектора, которыми вы можете руководствоваться:
Следующим шагом – задействовать токарный станок, чтобы обкатать на нем верхний обтекатель по той же технологии, по какой производятся столовые миски. При этом следите за тем, чтобы там, где прохождение воздуха не желательно, остались минимальные зазоры.
Важное замечание: верхний диск обязательно делайте немного большего диаметра, чем у трубы.
Шаг 4. Сборка конструкции на заклепки
Поверьте, они намного прочнее, чем склейки или пайки, так как имеют определенную запрограммированную подвижность и жесткость. Качественные заклепки никогда не лопаются при нагрузках, а наоборот – компенсируют их.
Для сравнения, в процессе производства применяют не простые заклепки, а на основе высокотехнологичного сплава алюминия. Это обеспечивает креплению особые характеристики, среди которых – высокая устойчивость к окислению.
Кроме того, в промышленных условиях все соединительные операции по изготовлению дефлекторов обязательно механизированны, чтобы исключить погрешности в конструкции. К примеру, чтобы посадить одну только заклепку с нужным усилием и придать ей форму, применяется гидравлический пресс, управляемый компьютером.
Далее, закрепляется влагоотражающая шайба со специальным профилем, которая будет предотвращать вытекание конденсата в масляную ванну подшипников. Весь секрет, в том что вода тяжелее масла, и она просто вытеснит его – так, чтобы подшипники не заржавели. Одним словом, должна быть продумана каждая деталь!
Относительно материалов для лопастей, главная ваша задача – сделать их такими, чтобы они не только не пропускали внутрь осадки, но и смогли жестко противостоять порывом ветра не деформировались.
Что касается оси вращения дефлектора, обычно заводские турбодефлекторы вращаются по часовому кругу. Но, если вы по каким-то причинам согнете лопасти по-другому, на производительность это никак не повлияет. Некоторым мастера даже так специально делают, т.к. это предотвращает от раскручивания главной гайки. Но по стандарту делают так:
И, если вы все сделали все качественно, единственный ремонт, который грозит в будущем – это замена подшипника. Причем проблему вы заметите сразу, просто на глаз – верхняя часть турбодефлектора перестанет вращаться.
Вот и все. В заводских условиях готовые изделия дополнительно испытываются вибрацией на предмет надежности всех соединений. Вся продукция упаковывается в специальные коробки, чтобы сохранить их на время транспортировки. Причем без каких-либо мягких материалов по типу пленки – только жесткая упаковка, которая не позволяет болтаться турбодефлектору внутри.
Шаг 5. Монтаж готового изделия на крышу
Готово? Вам остается только правильно установить такой дефлектор на крыше. Это нужно сделать по правилам, на определенной высоте и расстоянии между другими кровельными элементами:
Также при монтаже учитывайте высоту снежного покрова. Важно установить турбодефлектор выше его среднего показателя, а таковой вы сможете узнать по снеговой карте в нашей местности. В любом раскладе турбодефлектор не должен оказаться ниже 180 мм.
В зависимости от параметров трубы подберите удобный переходник:
Установили, но уже через неделю дефлектор перестал вращаться? В этом может быть виноват слабый ветер или полное его отсутствие. Но если и при легком ветре турбодефлектор остается неподвижным, значит, а в его конструкции были допущены какие-то недочеты, или его элементарно заклинило.
Осмотрите дефлектор на предмет посторонних мусора, попробуйте просто смазать сам подшипник. Вообще желательно даже в будущем смазывать подшипник хотя бы раз в год, ближе к лету.
Эксплуатация турбодефлектора
Конструкция турбонасадки получается достаточно неприхотливой и надежной. Если вращающийся колпак установлен на трубе по всем правилам, то турбосистема может прослужить без обслуживания несколько лет кряду.
Специалисты рекомендуют после монтажа турбодефлектора и каждые два года снимать колпак, проверять и смазывать подшипник. Для быстроходных малоразмерных турбонасадок можно использовать моторное масло, остальные модели смазываются Литолом или любой другой качественной консистентной смазкой.
Наиболее неприятный казус, который случается с турбодефлектором, связан с обмерзанием конденсирующейся влаги по кромке трубы. Конструкция от этого не пострадает, но эффективность турбонасадки уменьшается до нуля.
Заключение
Кроме перечисленных систем усиления разряжения в вентиляционной трубе, существует достаточно много комбинаций и модификаций с двойными насадками, с перфорированными стенками, с пылеуловителями, напорными трубами и клапанами обратной тяги. Но все они, так или иначе, обладают меньшей эффективностью и более сложным устройством, что неминуемо сказывается на устойчивости работы конструкции.