Делаем «умную» систему активного охлаждения для мини-компьютера или медиа-приставки / diy

Конструкция и принцип действия

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

Все дело в профиле кольца, ему придана специальная форма.

Профиль кольца безлопастного вентилятора

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

Рис. 3. Аэродинамическое моделирование работы Воздушного Умножителя Дайсона

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

Обзор моделей на рынке

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

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

Относительно недорогой китаец Bladeeless Fan

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

Fan Leader

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

Прекрасный образец оригинальной продукции Dayson Hot + Cool

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

Наименование	Dyson AM-01	Dyson AM-02	Dyson AM-03	Dyson AM-04	Unico ION
Ориентировочная Стоимость, $	260	310	340	345	50
Функциональность	охлаждение	охлаждение	охлаждение	охлаждение/нагрев	охлаждение
Скорость воздушного потока (max), л/с	450	600	700	130	450
исполнение	настольное	Напольное	Напольное	Напольное	Настольное
Ручная регулировка угла наклона	+	—	+	+	+
Ручная установка высоты	—	—	+	—	—
Автоматические повороты на 90°	+	+	+	+	+
Плавная регулировка скорости потока	+	+	+	+	+
Уровень шума (max), дБ	64,5	63,0	65,0	64,0	60,0
Потребляемая мощность (max), Вт	40	65	65	2000	35
Габариты упаковки, мм	547х356х152	1007х190х110	1480х450х280	579х200х153	580х330х180
Вес (брутто), кг	1,80	3,35	4,30	2,47	2,50

Плюсы и минусы

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

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

К сожалению, у данного устройства есть и недостатки, которые существенно отражаются на покупательском спросе:

Высокая стоимость оригинальных моделей, она может доходить до 20 тыс. рублей и более, что сопоставимо с покупкой и установкой недорогой сплит системы. Впрочем, с такой ценой можно смириться, если безлопастной вентилятор обладает функциями нагрева и охлаждения воздуха. Заметим, что китайские аналоги стоят существенно дешевле, некоторые даже на порядок, но, как уже было описано выше, у них меньшая эффективность.
Несмотря, на то, что силовая установка вентилятора малошумная, в процессе работы этот прибор издает характерный гул, напоминающий работу турбины самолета. Причем, на максимальной мощности уровень шума может достигать 60 децибел, что довольно много, поскольку достаточно часа, чтобы от этого разболелась голова. Правда, в таком режиме устройство создает настолько сильный поток воздуха, что возникают дискомфортные ощущения, поэтому максимальный уровень работы практически не используется. В штатном режиме аппарат шумит значительно меньше.
Заявленное в рекламе 15-ти кратное увеличение потока технически верное, но есть определенный нюанс. Это величина характерна для максимального режима, который практически не используется.

Как работает вентилятор?

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

Как устроен безлопастной вентилятор

Пояснение к рисунку:

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

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

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

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

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

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

Устройство кулера: разбираем.

Большинство вентиляторов поддаются демонтажу и ревизии. Снимем наклеенный шильдик со стороны проводов, открыв доступ к пластиковой/резиновой заглушке, которую и извлекаем:

Подцепим пластмассовое или металлическое полукольцо любым предметом с острым концом (нож канцелярский, часовая отвёртка с плоским шлицем и т.п.) и снимаем с вала. Взору открывается моторчик, работающий от постоянного тока по бесщёточному принципу. На пластиковой основе ротора с крыльчаткой по кругу вокруг вала закреплен цельнометаллический магнит, на статоре – магнитопровод на медной катушке. При подаче напряжения на статор вал кулера начинает вращаться. Номинал напряжения – 12 Вольт:

жало отвёртки приклеилось к цельнометаллическому магнитопроводу

Щёточных механизмов для кулера я не видел. Есть подозрение, что у всех таких вентиляторов бесщёточный механизм вращения: это, всё-таки, надёжность, экономичность, низкая шумность и возможность регулировки. Но перед тем, как перейти к электрической схеме, вспомним, что кулеры бывают нескольких типов по принципу подключения:

Однако помните. Если, например, вас заинтересует установленный внутри датчик, кулером, скорее всего, придётся пожертвовать. Почти все эти устройства неремонтопригодны.

Список источников