какое разряжение создает пылесос

Мощность всасывания: что это такое и как будем измерять

Содержание:

Определение

Мощность всасывания — это одна из ключевых характеристик любого пылесоса. Для эффективного удаления загрязнений пылесос должен засасывать как можно больше воздуха. Однако в месте соприкосновения щетки с очищаемой поверхностью создается повышенное сопротивление, которое нужно преодолеть, то есть создать достаточное разрежение, без существенного уменьшения воздушного потока. Только так можно поддержать скорость движения воздуха, которой будет достаточно для перемещения загрязнений с убираемой поверхности и далее до фильтров пылесоса.

Мощность всасывания (Вт) = поток (м 3 /с) × разрежение (Па)

Рассчитанную таким образом мощность всасывания можно сравнить с потреблением пылесосом электроэнергии (если это возможно) и определить эффективность всасывающей системы пылесоса.

Описание методики

Для определения разрежения мы использовали дифференциальный манометр с пределами измерения ±34 кПа. Входное отверстие для измерения давления имеет диаметр 1 мм и просверлено по диаметру в стенке стальной «дюймовой» трубы с гладкой внутренней поверхностью (внутренний диаметр трубы 28 мм, толщина стенок примерно 3 мм). Такая конфигурация, согласно изученным материалам, позволяет достаточно точно определять давление (разрежение) в потоке воздуха. К этому отверстию через переходник и гибкую трубку подключался второй (отрицательный) штуцер дифференциального манометра. Первый штуцер оставался не подключенным, то есть мы измеряем разрежение в трубе относительно окружающей среды.

Трубы, сочленения и крыльчатка анемометра уже создают некоторое сопротивление потоку воздуха, однако оно фиксированное и относительно небольшое, тогда как при реальном использовании пылесоса сопротивление меняется в зависимости от используемой насадки/щетки, от типа убираемой поверхности и т. д. Для создания переменного сопротивления стенд был дополнен задвижкой типового размера в 1 дюйм. Внешний вид конструкции в сборе показан на фотографии ниже:

В месте забора воздуха установлена крыльчатка анемометра ( 1 ), далее гибкий переходник-адаптер ( 2 ), затем жесткий пластиковый переходник ( 3 ), короткая дюймовая труба ( 4 ), задвижка ( 5 ), длинная дюймовая труба ( 6 ) с отверстием для подключения манометра, стыковка с трубой пылесоса ( 7 ). Герметизация соединений, там, где это необходимо, выполняется с помощь изоляционной ленты из ПВХ или с помощью отрезков велосипедной камеры. Приборы на фотографии слева направо: анемометр ( 8 ), манометр ( 9 ), ваттметр ( 10 ). Отметим, что при определении силы всасывания пылесос к стенду подключается без насадок и с минимальной рабочей конфигурацией входных патрубков и труб. В случае обычного пылесоса это означает подключение к торцу гибкого шланга (к нему уже, как правило, можно подключать рабочие щетки и насадки). Связано это с тем, что мы хотим определить мощность всасывания, которая может быть задействована непосредственно для уборки. При этом пылесос оснащается всеми штатными фильтрами (по возможности новыми, в крайнем случае, хорошо очищенными и/или вымытыми), пустым пылесборником, если пылесос без мешка для сбора пыли, или новым мешком для пыли в противоположном случае. Пример рабочей конфигурации приведен на фотографии выше.

Пример

π×(62/1000) 2 /4×16,87×4,36×1000 = 222 Вт

Эффективность (КПД) составляет 222/1303×100 = 17%

Проведем серию замеров. В первой точке задвижка открыта полностью, в следующих точках задвижка последовательно закрывается на 1/2-1/4 оборота штурвала вплоть до полного перекрытия.

Сначала рассмотрим график зависимости потока воздуха от разрежения (в качестве характеристики производительности вентиляторов обычно приводят зависимость разрежения/давления от потока воздуха, но наш вариант графика больше соответствует проведенному эксперименту):

Видно, что закрывая задвижку, мы увеличиваем сопротивление, что, в свою очередь, приводит к уменьшению потока и увеличению разрежения. Поток монотонно уменьшается до некоторого предела разрежения, после которого, видимо, открывается предохранительный клапан (он же индикатор переполнения пылесборника) — это сопровождается резким уменьшением потока (воздух начинает подсасываться и через клапан) и некоторым уменьшением разрежения. Далее поток продолжает монотонно уменьшаться, и, когда задвижка полностью закрыта, поток уменьшается до нуля, а разрежение возрастает до максимума.

Теперь рассмотрим график зависимости мощности всасывания от разрежения:

Сначала обсудим крайние точки. Начало измерений: задвижка полностью открыта, мощность всасывания относительно низкая, так как сопротивление, которое измерительный стенд оказывает потоку воздуха, не очень велико и сопоставимо с сопротивлением остальной части пути, по которому проходит воздух, и на преодоление которого тратится мощность вентилятора пылесоса — гибкий патрубок пылесоса, мешок для сбора пыли, фильтры. Последняя точка замера параметров: задвижка полностью закрыта, поток воздуха равен нулю, то есть никакой полезной работы совершаться не может, соответственно и мощность всасывания по определению равна нулю. Между этими точками мощность всасывания выходит на максимум, так как увеличивается сопротивление движению воздуха через измерительный стенд, и большая доля мощности вентилятора пылесоса тратится на преодоление этого сопротивления. В реальных условиях эксплуатации именно эта доля задействуется на совершение полезной работы — на очистку. При этом максимум соответствует очень сильному перекрытию просвета в задвижке. После максимума (полезная) мощность всасывания уменьшается, так как разрежение сильно возрастает, поток воздуха через стенд уменьшается, а паразитный подсос через стыки в частях пылесоса на пути движения воздуха, наоборот, увеличивается (на что тоже тратится мощность вентилятора). Также с уменьшением потока воздуха, видимо, уменьшается и эффективность собственно вентилятора. Резкий излом на данном графике, связан, как мы предположили выше, с открытием предохранительного клапана.

Таким образом, мощность всасывания зависит от сопротивления чистящей насадки. Собственно, это согласуется и с житейским опытом: если хочется очистить что-то очень грязное и от очень прилипчивого мусора, то используется щелевая насадка, а не широкая щетка. Можно предположить, что в характеристиках пылесоса производитель указывает именно максимальную мощность всасывания. В случае данного пылесоса максимальная реальная мощность всасывания равна примерно 480 Вт (на максимум мы могли и не попасть). Это даже выше указанных 400 Вт, но не забывайте, что мы убрали выпускной HEPA-фильтр, который оказывал бы существенное сопротивление и значительно снизил бы полезную мощность всасывания.

Приведем график зависимости потребляемой из электросети мощности от создаваемого разрежения:

С ростом разрежения (что соответствует уменьшению потока воздуха — мы закрываем задвижку) уменьшается потребляемая мощность, что, видимо, является типичным поведением в случае центробежного вентилятора с рабочим колесом с радиальными лопастями (именно такие обычно используются в пылесосах).

На последнем графике приведен коэффициент полезного действия (КПД), или доля в процентах мощности всасывания от потребляемой от электросети мощности в зависимости от создаваемого разрежения:

Этот график похож на зависимость мощности всасывания от создаваемого разрежения, но так как потребляемая мощность уменьшается, то максимальный КПД достигается непосредственно перед изломом на графике.

Выводы

В данной статье дано определение мощности всасывания и показана важность этой характеристики в качестве одного из параметров, определяющих качество пылесоса как машины для уборки мусора. Приведено описание стенда, с помощью которого можно определять мощность всасывания при различном сопротивлении воздушному потоку. В качестве примера приведены и обсуждены результаты, полученные для типичного бытового напольного пылесоса. В дальнейшем определение мощности всасывания по описанной методике будет проводиться в рамках тестирования бытовых пылесосов.

Источник

Какая оптимальная мощность должна быть у хороших пылесосов

Каждая хозяйка мечтает о чистоте своего дома, влияющей на здоровье членов семьи. Кажется, нет ничего проще: отправился в магазин и выбрал в помощники пылесос помощнее. Необходимо только разобраться, какая мощность, какой величины должна быть у хорошего пылесоса.

Параметр «мощность всасывания пылесоса»

Мощность всасывания пылесоса – один из важнейших параметров. Это поток воздуха, захватывающий и втягивающий в трубу мусор, пыль или грязь вследствие разницы давлений внутри модели и снаружи. Разрежение создается мотором.

Чтобы поразить потенциальных клиентов, разработчики разных фирм устраивают «показательные выступления», демонстрируя высокую мощность всасывания своих моделей. Одни из них применяют поплавок, который должен максимально подняться внутри промаркированной трубы. Другие выставляют на суд зрителей теннисные шарики, затягивающиеся внутрь, как пушинки. Экспериментом доказывается высокая скорость движения воздуха, необходимая для перемещения грязи с поверхности до фильтров. Третьи устраивают аттракцион «Кто кого перетянет», служащий иллюстрацией силы модели.

В чем измеряется и на что влияет мощность всасывания

Говоря о мощности всасывания пылесоса, следует уточнить, в чем она измеряется. Информация указывается в ваттах или аэродинамических ваттах. Это практически равные по величине единицы измерения. Чтобы не путать покупателей, производители обозначают мощность всасывания пылесоса в аэроваттах, а потребляемую энергию в ваттах. Показатели прописываются в инструкциях, сертификатах или других прилагаемых документах. Сведения об интересующих цифрах дают официальные сайты марок и брендов.

По мощности всасывания оценивают эффективность работы техники. Чем этот показатель выше, тем чище будет в доме. Большой воздушный объем и высокая скорость потока – залог хорошей уборки.

Чем мощность всасывания отличается от потребляемой мощности пылесоса

Следует различать мощность электродвигателя пылесоса, которая потребляется при работе, и мощность всасывания. Последняя, определяет качество уборки, то, как быстро и сильно мусор затягивается внутрь. Потребляемая мощность означает расходование тока, энергию в час. Она часто указывается на корпусе модели в тысячах ватт.

Прямой связи между мощностью двигателя пылесоса и «тягой» воздуха нет, так как на нее влияют еще и другие факторы.

От чего зависят «силовые» характеристики пылесоса

Сила всасывания бывает максимальной и среднеэффективной. Разницу в них понять легко.

Максимальный параметр, заявленный производителем, наблюдается в первые секунды работы пылесоса, в момент после включения прибора при условиях, приближенным к экспериментальным. Далее он уменьшается, а поэтому учитывать уровень всасывания сразу после запуска не имеет смысла.

По средней полезной мощности пылесоса, установленной в ваттах, определяется всасывание на протяжении использования. Она меньше максимальной, как установлено и подтверждено, на треть. При этом может опуститься и до нижних показателей.

Следует учитывать факторы, влияющие на «силовые» характеристики пылесоса. Их несколько.

Качество сборки

Детали аппарата должны плотно подгоняться друг к другу, прочно закрепляться, иметь устойчивое положение. В противном случае воздух, втягиваемый извне, повлияет на результат всасывания. Речь идет и о самих функциональных деталях, узлах, их свойствах. Зарекомендовавшие себя производители также комплектуют пылесосы специально разработанными аксессуарами. Ведь габариты шлангов, вес, форма и площадь насадок играют не меньшую роль. Использование облегченных вариантов, новых материалов улучшает мощность всасывания.

Конструктивные особенности

Внутреннее устройство техники влияет на силу всасывания, даже если она потребляет энергии в одинаковом количестве.

Обращают внимание на тип пылесборника. Он предопределяет то, как сильно воздух входит в трубку. Модели циклонного типа обладают лучшими характеристиками. Мешок или аквафильтр приводят к тому, что воздушный поток вынужден преодолевать дополнительное сопротивление или еще одно препятствие в виде резервуара с водой. При увеличении сора в пылесборнике мощность всасывания падает. Если уже 70% пространства пылеуловителя заволокло мусором, тяга ослабевает или вовсе пропадает. Многие выпускаемые пылесосы снабжены индикатором на приборной панели, сигнализирующим о степени его наполненности. Если такого указателя нет, необходимо не забывать заглядывать внутрь.

Проще, если пылесборник изготовлен из бумаги. Он требует простой замены на новый. Многоразовый тканевый мешок вытряхивают, а после стирают без добавления моющих средств и высушивают. Мешок готов для установки в пылесос. Сухая чистка мешка без стирки грозит тем, что оставшаяся пыль может забить внутреннее пространство.

При падении всасывания следует проверить целостность мешка. Такую проблему тоже нельзя сбрасывать со счетов.

Типы и количество фильтров

Мощность пылесоса находится в прямой зависимости от фильтрационной системы пылесоса, ведь она оказывает сопротивление воздушным массам, создает дополнительный барьер.

Устаревшие поролоновые прокладки являются мощной преградой воздуху, но при этом поглощают только крупную пыль.

Многоуровневая фильтрация задерживает мельчайшие частицы. Однако большое количество преград сильнее препятствуют входу воздуха. Поэтому выбирают пылесос, в котором хорошая очистка воздуха достигается не числом фильтров, а их структурой.

Микрофильтры из синтетических волокон выглядят как «гармошка». Их нужно менять и очищать. Причем проверять нужно состояние каждого из имеющихся в корпусе.

Фильтры высокоэффективной очистки (HEPA) напоминают защитный блок. Они бывают целлюлозные, обработанные специальным химическим составом, или с фторопластовыми волокнами. Бумажные – одноразовые, волокнистые – моющиеся. Такие фильтры не понижают мощность всасывания, но задерживают аллергены, бактерии и запахи.

Выбор пылесоса по мощности

Чтобы понять, какой мощности должна быть модель, какой показатель характеризует хороший пылесос, надо определиться с площадью убираемого помещения, видом покрытия, частотой использования.

Показатель мощности всасывания изменяется от 250 до 480 Вт. Встречаются и «рекордные» 550 – 750 Вт. При этом даже крупный мусор «залетает» в шланг с больших расстояний.

Учитывая следующие требования, легко выбрать бытовую технику по описываемому параметру:

В расчет берут необходимость достижения наивысшего результата при уборке. Например, если в доме аллергик, то останавливаются только на высоких показателях всасывания изделия. Тот же вариант необходим при наличии дома мастерской или хобби, после занятия которым остаются стружки, обрезки и что-либо другое.

Какая мощность оптимальна для современных моделей

Пылесосы с мощностью 300-400 Вт вполне справятся с загрязнениями в доме. Меньшие показатели способны на легкую уборку. Накапливаемая пыль потребует в дальнейшем радикальных мер. Если показатель больше, то это испортит поверхности, изотрет их, истрепит ворс.

К моющим моделям предъявляются чуть более высокие требования по силе всасывания. Объяснение заключается в потребности втягивать пыль и грязь вместе с распыляемой жидкостью и моющим средством.

Виды регуляторов мощности всасывания

В различные моменты времени в доме возникают неодинаковые загрязнения на поверхностях того или иного типа. Имеющаяся регулировка мощности всасывания позволяет выбрать оптимальный режим очистки и даже сэкономить на электроэнергии.

Встречаются 2 варианта регуляторов:

Первый вариант – это ползунковый переключатель, нечто вроде тумблера на корпусе. Промежуточные положения фиксируются. Изменение положения производится нажатием.

Второй вариант отличается массой преимуществ. Главное достоинство – плавное изменение показателей. Модели с цифровыми регуляторами дороже.

При выборе пылесоса обращают внимание на мощность всасывания. От него зависит, справится ли техника с поставленными задачами, удовлетворит ли нужды хозяев дома.

Правильный выбор пылесоса для дома — какие бывают

Выбор вертикального пылесоса для сухой и влажной уборки

Рейтинг строительных пылесосов по качеству и надежности

Что такое моющий пылесос и как правильно им пользоваться

Какой пылесос лучше выбрать для домашнего использования

Описание пылесоса с водяным фильтром — плюсы и минусы

Источник

Выбираем пылесос или как пересчитать Вт в кПа и мбар

Постараюсь привести реально значимые данные, отсеивая «маркетинговый шум».

Обновлено 8 мая 11:50

1. Определитесь с типом уборки. Считаю, что большинству подойдёт традиционный пылесос сухой очистки. Негативный опыт использования бюджетных моделей часто вынуждает искать принципиально другие, однако пылесосы для влажной уборки (моющие, паровые) скорее дополняют, нежели заменяют обычные из-за ряда специфических особенностей. Габариты, масса, дополнительное время для просушки очищенных поверхностей и сложность очистки самого пылесоса – всё это говорит не в пользу моющих моделей и не позволяет рекомендовать их для повседневной уборки. Скорее, они нужны для «генералки» или устранения проливов на ковры и мебель. Если в доме есть животные, маленькие дети или большие свиньи – моющий пылесос вам нужен, иначе – нет.
Роботизированные пылесосы способны повысить степень крутизны, но не чистоты дома. При стоимости десятка серьёзных моделей ручных пылесосов они уступают им по всем параметрам.

2. Решите для себя: брать пылесос с циклонным фильтром или пылесборником в виде мешка. Преимущество первого типа заключается в отсутствии расходных материалов и простоте первичной очистки самого пылесоса. Разделение пыли на крупную и мелкодисперсную в сочетании с вихревым направлением потока воздуха способствует сохранению силы всасывания в течение всего времени уборки. Плюсам второго типа являются изначально большая сила всасывания (при прочих равных параметрах) и, как следствие – более быстрая очистка без повторных проходов, особенно в начале уборки.
Если изготовитель не сильно увлекался дизайнерскими изысками, то найти подходящие одноразовые (бумажные) или многоразовые тканевые мешки труда не составит. Реально через год – полтора использования все фильтрующие элементы циклонных пылесосов стоит менять. При всех уверениях в «вечности», они забиваются тонкой пылью, разрушаются и становятся источником неприятного запаха. Их промывка либо невозможна в силу конструктивных особенностей, либо не даёт ожидаемых результатов. По затратам замена сложных (часто – многокомпонентных) фильтрующих элементов у циклонных пылесосов раз в год сопоставима с периодической заменой более простых мешков пылесборников.

4. Обратите внимание на технические параметры. Самый важный из них – создаваемое разряжение, также называемое «мощностью всасывания». С точки зрения физики это отрицательное давление, которое следует измерять в Паскалях или хотя бы внесистемных единицах. Однако с тяжёлой руки маркетологов, вместо кПа и мбар на коробках часто красуются «аэродинамические ватты», которые неизвестно как измеряются. Однозначного способа сопоставить эти «Ватты» Паскалям нет, однако с массой оговорок таблица соответствия могла бы выглядеть так:

Красным цветом выделены автомобильные, детские и субкомпактные пылесосы; жёлтым – компактные и моющие; синим – циклонные; зелёным – полноразмерные с мешком для сбора пыли. Строка внизу добавлена для удобства пересчёта произвольного значения «аэродинамических ватт» в единицы измерения давления.

5. Оцените качество сборки. Общий вид должен внушать надёжность, все крепления фиксироваться чётко и легко сниматься. Основная труба – телескопическая, металлическая (сталь, алюминий) или из композитного пластика. Шланг – достаточно гибкий, но при этом прочный и не сминающийся при перекручивании. Резиновые бортики на корпусе помогут уберечь от царапин как мебель, так и сам пылесос.

6. Посмотрите комплектацию и способ хранения принадлежностей. Турбощётка и щелевая насадка действительно необходимы, остальному же обычно легко найти замену. Первая позволит удалить волосы любовниц, шерсть любовников и нитки даже с длинноворсовых ковров, а вторая – пропылесосить плинтус, углы и стыки. Также щелевая насадка нужна для эффективной работы в режиме выдува и отлично подходит для бесконтактной очистки внутреннего пространства системного блока.
Обратите внимание на то, что продающиеся отдельно «универсальные» турбощётки сильно уступают фирменным. Поэтому вариант доукомплековать пылесос самостоятельно – довольно сомнительный.
Фильтр тонкой очистки просто должен быть. Его тип (HEPA, водяной, электростатический) принципиального значения не имеет. Любой из них улавливает как мельчайшую пыль, так и углеродные частицы, появляющиеся в выдуваемом воздухе из-за износа щёток электродвигателя. Вопрос лишь в проценте её улавливания, и здесь стоит заглянуть в выписку из стандарта DIN EN 1822-1:1998.

Источник