Потолочный вентилятор, Люстра-вентилятор, Потолочник (сленг) (англ. ceiling fan) — вентилятор, который монтируется на потолке, применяется для перемешивания воздушных масс и создания эффекта прохлады.
История возникновения
Идея механического устройства, способного создать естественный поток воздуха, будоражила умы с незапамятных времен. Первым приспособлением, решающим эту задачу, был обыкновенный веер, использовавшийся еще в древнем Китае. Последующие научные изыскания и технические усовершенствования не слишком изменили простую и гениальную идею веера, сведя ее в итоге к такому устройству, как потолочный вентилятор.
Первые технически сложные машины для перемещения воздуха появились в Средние века в Европе. Прообразом потолочного вентилятора можно в какой-то мере считать вертолет Леонардо да Винчи: летать это техническое средство, увы, не могло, но ветер создавало изрядный.
Первые потолочные вентиляторы появились в Соединенных Штатах после Гражданской войны в конце 1860-х годов. В то время они работали без электродвигателя. Вместо него использовали механическую энергию воды: водяное колесо связывали с системой ремней, которая, в свою очередь, была связана с 2-х лопастным вентилятором. Такая система могла обеспечивать работу сразу нескольких потолочных вентиляторов. На тот момент данное изобретение было единственным в сфере «охлаждения воздуха», благодаря чему оно стало достаточно популярным в магазинах, ресторанах и офисах. Некоторые из этих систем сохранились и до наших дней. Их можно увидеть в южных районах Соединенных Штатов, где они изначально появились.
Потолочный вентилятор с электрическим приводом был изобретен в 1882 году Филиппом Диелем. Диель принимал участие в проектировании электродвигателя для первых швейных машинах Зингера, и в 1882 году адаптировал его для использования в потолочных вентиляторах. «Элетровентилятор Диеля» работал как большинство современных потолочных вентиляторов, однако теперь каждый вентилятор имел свой собственный двигатель, что устраняло необходимость в дорогостоящих и громоздких системах ремней.
У Диеля практически сразу возникли серьезные проблемы из-за жесткой конкуренции на рынке, так как потолочные вентиляторы пользовались огромным спросом среди населения. Конкуренция подвигала его вносить новые улучшения и дорабатывать свое изобретение.
Следствием таких улучшений стала «Люстра Диеля», представлявшая собой комплект светильников, крепившийся на корпусе потолочного вентилятора. Светильники компенсировали световые изъяны, связанные с мельканием лопастей, так называемую «бегающую тень», и, кроме того, обеспечивали дополнительное освещение в помещении.
К началу Первой мировой войны большинство потолочных вентиляторов имело уже четыре лопасти вместо двух первоначальных.
Со временем, благодаря появлению новых подшипников, вентиляторы стали работать гораздо тише и, к тому же, смогли теперь перемешивать большие объемы воздуха, тем самым более эффективно используя потребляемую энергию.
К 1920 г. потолочные вентиляторы стали обычным явлением в Соединенных Штатах, и начали распространяться на международном рынке. Однако во времена Великой депрессии в США они стали выходить из моды. К концу Второй мировой войны потолочные вентиляторы и вовсе исчезли с американского рынка, и так было до середины 1950-х.
В Соединенных Штатах потолочные вентиляторы стали рассматриваться как дань прошлому, уступив место кондиционерам. Но вместе с тем, они были достаточно популярны в других странах, особенно там, где преобладал теплый климат, и где жители не могли себе позволить покупку энергопотребляющих и дорогостоящих кондиционеров.
В 1960-х годах несколько производителей из Азии начали экспортировать свои потолочные вентиляторы в Соединенные Штаты. На первых порах экспорт был довольно мал. Толчок рынку дал энергетический кризис в конце 1970-х: потолочные вентиляторы снова начали завоевывать рынок, поскольку потребляли гораздо меньше энергии, чем кондиционеры.
Видя коммерческий успех азиатских производителей многие американские компании начали выпускать, а в дальнейшем значительно увеличивать объемы производства потолочных вентиляторов в Штатах.
В течение второй половины 1970-х и до конца 1980-х потолочные вентиляторы оставались популярными на американском рынке. Множество малых американских производителей, большинство из которых являлись довольно молодыми компаниями, выпускали эту продукцию. На протяжении 1980-х соотношение между продажами потолочных вентиляторов американских и азиатских производителей резко изменилось. Дороговизна комплектующих, производимых в Штатах, и высокая стоимость труда способствовали существенному росту цен, в результате чего американская продукция уже не могла конкурировать с азиатскими потолочными вентиляторами.
К тому же, с начала и до середины 1990-х продажи потолочных вентиляторов уменьшились вследствие постоянного снижения стоимости кондиционеров. С сокращением объемов продаж сократилось финансирование исследований и разработок в области потолочных вентиляторов. Как раз тогда стандартные компоненты, такие как лопасти из цельного дерева, фиксирующиеся на корпусе вентилятора, высококачественные двигатели и литые стальные корпуса, были заменены на дешевые, стандартизированные детали.
В СССР
Потолочные вентиляторы не получили распространения в СССР в качестве бытовых, зато они стали столь же неотъемлемой частью интерьера советского магазина, как электронные весы 1261ВН-3ЦТ «Дина». Однако, если сохранившихся экземпляров последних, по всей видимости, не осталось, то потолочные вентиляторы советской эпохи иногда все же встречаются в рабочем, подчас, идеальном состоянии.
Нормы и требования
В некоторых случаях применение потолочных вентиляторов является обязательным и предписывается нормативными документами: «В районах с расчетной температурой наружного воздуха в теплый период года выше 25°С (параметр А) в помещениях с постоянным пребыванием людей следует предусматривать установку потолочных вентиляторов для повышения скорости движения воздуха до 0,3 — 0,5 м/с.» (Административные и бытовые здания СНиП 2.09.04-87 п. п. 4.6. )
Применение потолочных вентиляторов
Потолочные вентиляторы придают воздуху подвижность, похожую на легкий ветер (аналог веера). Это классический и не требующий больших затрат способ охлаждения. Охлаждающий эффект потолочных вентиляторов основан на естественной природной функции человеческого организма охлаждаться за счет рассеивания тепла в окружающий мир.
Большинство потолочных вентиляторов работают в двух режимах — летнем и зимнем. Для этого предусмотрена функция реверс, позволяющая изменять направление создаваемого лопастями воздушного потока: вниз, к полу или наверх, к потолку. Переключить направление вращения лопастей можно с помощью контроллера или используя переключатель на корпусе вентилятора.
Использование потолочного вентилятора в летний период. Летом рекомендуется направлять воздушный поток от потолочного вентилятора вниз (обычно это вращение лопастей вентилятора против часовой стрелки, если стоять под потолочником и смотреть вверх). Таким образом, вентилятор «овевает» разгоряченное жарой тело и ускоряет испарение капель пота с кожи, обеспечивая тем самым комфортную прохладу.
Использование потолочного вентилятора в зимний период. Зимой в высоких и объемных помещениях наблюдается существенное температурное расслоение воздуха по высоте: теплый воздух легче холодного и, в соответствии с законами физики, поднимается вверх, скапливаясь в потолочной зоне, в то время как холодный опускается вниз к полу. Чем выше помещение, тем больше разница температур у пола и потолка (при высоте потолка в 6м перепады температур могут составлять до 10-12ºС), и тем существеннее потерянные из-за температурного расслоения затраты энергии на отопление. Поскольку в основном в нижней зоне работают люди, и располагается различное оборудование, то температуру поддерживают именно в ней, при этой перегревая воздух наверху, что и приводит к увеличению теплопотерь здания. Затраты еще более возрастают, если из верхней зоны этот перегретый воздух удаляется системой вытяжной вентиляции. Поэтому в зимний период рекомендуется направлять воздушный поток от потолочного вентилятора вверх: более холодный воздух начнет подниматься, вытесняя и рассеивая более теплые слои по потолку, а затем и по стенам. Таким образом, температура в помещении выравнивается, что позволяет существенно снизить затраты на отопление. При этом люди, находящиеся в помещении, не ощущают сильного охлаждающего эффекта.
А также: При низкой установке вентилятора непосредственно над рабочим местом рекомендуется направлять поток воздуха вверх, чтобы избежать дискомфорта при эксплуатации на высоких скоростях.
Расчет диаметра и необходимого кол-ва вентиляторов
Следует учитывать, что освежающий эффект потолочного вентилятора зависит от целого ряда факторов: от температуры и влажности воздуха, высоты потолочника над полом, положения перегородок, мебели, формы помещения. Потолочный вентилятор освежает сильнее в круговой зоне у пола, примерно в 2,5 диаметрах в свободном пространстве. Перегородки, касательные к этому кругу, усиливают охлаждающий эффект. Зная размеры помещения, можно определить необходимое количество потолочных вентиляторов. Границы зон полезной вентиляции должны быть максимально приближены друг к другу, в идеале касаться.
Особенности установки потолочных вентиляторов и безопасность
В целях безопасности необходимо соблюдать следующее условие: высота от пола до лопастей вентилятора должна быть не менее 2,3 м во избежания касания лопастей поднятой рукой. При необходимости изменения высоты подвески вентилятора можно использовать дополнительную штангу – (аксессуар, изготовляется для некоторых моделей). Аксессуар может служить удлинителем стандартно поставляемой штанги или устанавливается вместо нее. При выборе места для установки вентилятора необходимо убедится, что в зону вращения лопастей не попадают другие вентиляторы, светильники, дверцы мебели и т. п. конструкции, препятствующие нормальной работе вентилятора. При установке вентилятора следует учитывать его вес, и крепить его строго к устойчивым потолочным балкам и перекрытиям.
Параметры, влияющие на эффективность потолочных вентиляторов
Есть несколько параметров или, если хотите, характеристик влияющих на эффективность потолочного вентилятора.
Производительность потолочного вентилятора — объем воздуха, перемешиваемый потолочным вентилятором в час. Единица измерения: [м³/ч].
Остальные характеристики имеют косвенное значение, но тем не менее без них нельзя составить картину о эффективности люстры вентилятора.
Диаметр размаха лопастей или длина лопастей — чем больше длина лопастей потолочного вентилятора, тем на большую площадь помещения потолочный вентилятор окажет влияние. Большинство потолочных вентиляторов выпускается с размером лопастей 90 мм, 120 мм, 140 мм, 160мм.
В дополнение ко всем вышеупомянутым параметрам есть и другие параметры, влияющие на эффективность потолочного вентилятора.
