Дефлектор на вытяжную трубу: как выбрать исходя из принципа работы

Содержание

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:

на выходе воздушного потока из открытой трубы любого диаметра ξ = 1;
если канал накрыт классическим колпаком, ξ = 1.3—1.5;
на трубе установлен зонт Григоровича с диффузором (расширение сечения), ξ = 0.8;
насадка Волпера цилиндрическая либо звездообразная «Шенард», ξ = 1;
дефлектор типа ЦАГИ, ξ = 0.6.

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:

защищает воздуховод от осадков;
не позволяет ветру задувать внутрь трубы;
препятствует возникновению обратной тяги (опрокидывания).

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

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:

увеличение тяги;
защита вентиляционных каналов.

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:

Головка турбодифлектора, которая вращается, усиливает воздухообмен в вентиляционной или дымоходной трубе. Обратная тяга не образуется, а подкровельное пространство не накапливает конденсат. К тому же ротационное устройство работает намного лучше, обычный дефлектор.
Изделие работает исключительно на ветровой энергии, не потребляя электричество. Поэтому лишних расходов не будет, в отличие от использования электрических вентиляторов.
Если должным образом ухаживать за оборудованием и выполнить правильный монтаж, то срок службы будет составлять 10 лет, или 100 тыс. часов работы. Если взять турбодефлекторы из нержавейки, то их срок службы составляет 15 лет. К сравнению, вентиляторы работают в 3 раза меньше.
В вентиляционный канал не будут попадать снег, град, дождь, листва, грызуны. Турбодефлектор используется в местностях с сильными и частыми порывами ветра.
Конструкция оборудования легкая, удобная и компактная. Турбодефлекторы, диаметром 20 см и больше имеют вес несколько меньше, чем у дефлектора ЦАГИ. Изделия большого размера, который составляет 680 мм, имеет вес примерно 9 кг. Чтобы понять разницу, скажем, что дефлектор ЦАГИ такого же диаметра имеет вес до 50 кг.
Простота монтажа. Даже новичок справится с такой задачей. Нужна только инструкция и стандартный набор инструментов.

Вот почему турбодефлекторы так часто используются. Но наряду с плюсами, у изделий есть и некоторые минусы:

если сравнивать с другими видами дефлекторов, то турбодефлектор несколько дороже. Правда, если сделать его своими руками, то это обойдется дешевле;
при неблагоприятных атмосферных условиях, например, если нет ветра, низкая температура или повышенная влажность, то устройство может попросту не работать и остановиться. А ведь если дефлектор постоянно находится в движении, то он меньше подвержен обледенению;
использование дефлектора для помещений с повышенным требованием к вентиляции, такими как медицинская лаборатория, производственные помещения, здания с химическими веществами, нельзя считать единственным средством. Все равно нужно устанавливать вентиляторы.

Область использования

Где именно можно применять турбодефлекторы? Изделия прекрасно зарекомендовали себе в помещениях и объектах, где крайне нужен обмен воздуха. Сфера использования:

Для частных и многоквартирных домов. К тому же следует отметить, что к работе вентиляционных каналов в многоэтажке предъявляются повышенные требования. Часто в таких домах качество вентиляции не самое лучшее, так как они делались еще в советском союзе. А вот благодаря использованию дефлектора такая проблема решается.
Турбодефлекторы хороши для животноводческих ферм и для сельскохозяйственных построек, таких как конюшни, птичники зернохранилища и сеновалы. Они помогают вентиляции эффективней выводить запах, испарения и газы, образующиеся при содержании скота. К тому же в помещении контролируется влажность, она оптимальна.
Для перерабатывающих предприятий. Так как для работы турбодефлектора не нужно электричества, то экономия на устройстве соответствующая. Исключением служат предприятия, которые производят или перерабатывают опасные для человека вещества.
Здания общественного типа, такие как спортивные комплексы, бассейны, торговые центры и кинотеатры.

Турбодефлектор также используется для вентилирования подкровельного пространства.

Популярные виды вентиляционных дефлекторов

Аэродинамические, то есть пневматические дефлекторы, которые предлагаются на современном рынке, могут иметь несколько видов исполнения. Каждый вид рассчитан на определенную мощность и условия применения.

По принципу работы дефлекторы можно разделить на следующие группы:

Активные. В конструкцию включен дымосос. Такие дефлекторы монтируются на дымогарные трубы и работают только при горении топлива.
Активно-пассивные. Применяется маломощный дымосос, а сам дефлектор работает при отсутствии ветра или при сильной протопке печи. Также монтируются на дымогарные трубы.
Пассивно-активные. Дефлектор монтируется на систему вентиляции и работает в энергонезависимом режиме при любом дуновении ветра в сторону дефлектора.

Дефлекторы для дымоходов можно также разделить на две модификации:

Ротационные, представляющие из себя турбины в виде вращающегося дефлектора.
Статические – все остальные модели.

Флюгер-дефлектор: сопротивление ветровому потоку

Данная конструкция дефлекторов актуальна в тех случаях, когда в воздуховодном канале слабая тяга или возникают воздушные завихрения. Кроме того, флюгер эффективен в той местности, где возникают частые смены направления ветров.

Данная конструкция представлена на изображении:

Насадка дефлектора-флюгера называется «драконом». По форме – это трубный колпак с довольно-таки сложным подшипниковым механизмом, который позволяет вращение в заданном направлении по ветровому потоку. Воздух попадает внутрь пространства между согнутыми фибрами, после направление воздуха меняет направление и устремляется вверх. Внутри воздуховода создается область разряжения, из-за чего возникает тяга.

Важно! Флюгер имеет один важный конструктивный недостаток – он может обледенеть. Данное обстоятельство требует частой смазки подшипников или применения данной модификации дефлекторов в теплых регионах.

Дефлектор ЦАГИ: наиболее сложная конструкция механизма

Дефлектор ЦАГИ – данная конструкция специально разработана институтом им. Жуковского. Принцип работы такого дефлектора заключен в увеличении тяги, как за счет разницы давлений, так и за счет разницы температур.

Важно! Наибольшая эффективность таких дефлекторов достигается при монтаже их на высоте 2-2,5 м. над уровнем кровли. Кроме того, дефлекторы могут работать при монтаже как на край канала, так и в сам канал скрытым методом.

Широкая грань диффузора – специальной подвижной заслонки направлена вверх параллельно сечению отвода, а крышка дефлектора имеет форму конуса. Такие конструкции способны обслуживать воздуховоды с диаметром от 10 до 120 см., поэтому предусматриваются различные габариты.

Вся сложность конструкции продемонстрирована ниже:

Но несмотря на сложную конструкцию, дефлекторы ЦАГИ отличаются одним существенным преимуществом – они полностью перекрывают ход обратной тяги даже при сильных ветровых потоках.

Дефлектор Григоровича: самая простая конструкция

Данная конструкция является самой простой: конусная насадка монтируется основанием вниз, а под самим конусом обустроен еще один конус, но обратный – он используется для обеспечения дополнительного воздушного притока. Дефлектор по форме представляет тарелку, которая состоит из двух конусных зонтов. Воздух под колпаком не застаивается, а это является причиной отсутствия коррозии элементов кровли. Такие устройства часто изготавливаются самостоятельно:

Вытяжные дефлекторы для комплексных систем

Данные устройства требуют подключения к электрической сети: Вообще, вентиляция, требующая обеспечения электрической энергии, является многосоставной системой с множеством разнообразных элементов и конструкций. Такие системы способны не только транслировать воздух, но также очищать его прогревать перед подачей в помещение. Для того чтобы происходил постоянный воздухообмен в верхней части воздуховодного канала устанавливается механический дефлектор.

Турбодефлектор: идеальное сочетание практичности и эффективности

Данная модификация работает автономно, то есть нет необходимости в прокладке электрической цепи или монтаже дополнительного оборудования.

Работа данного устройства обеспечивается наличием неподвижных и подвижных конструкций. Подвижным элементом является крыльчатка, которая двигается строго в одном направлении вне зависимости от направления ветрового потока. В воздуховоде при этом образуется зона разрядки давления, практически вакуум, который в последствии начнет выполнять отбор воздуха из помещений. Вращение крыльчатки в одном направлении полностью уберегает воздуховод от обратной тяги, а форма колпака убережет воздуховод от влаги или мусора.

Важно! Дефлекторы данного типа могут с высокой эффективностью использоваться для дымогарных труб, сопровождающих работу газовых котлов. Но чаще всего реализуются модели с самораскручивающейся турбиной в системах вентиляции.

Но турбодефлекторы имеют и ряд недостатков:

Такие устройства значительно дороже простых конструкций. К удорожанию ведет использование оцинкованной стали с полимерным покрытием, как основного материала для изготовления.
Могут быть неэффективны при отсутствии колебаний воздуха и во время сильных морозов.

Дефлектор Ханженкова

Самая необычная конструкция дефлектора, которая по форме напоминает тарелку-дождевик, назначение которой быть вытяжным зонтиком.

Дефлекторы низкого давления

Данные дефлекторы имеют название Vilpe, Alipai. Такие конструкции раньше монтировались только на чердаки и подкровельное пространство, но сейчас актуальность их применения эффективна и для мансард.

Расчеты размеров дефлектора

Прежде чем приступить к изготовлению дефлектора на дымоход, необходимо создать рабочий чертеж, в котором будут указаны все размеры устройства. А для этого необходимо выполнить правильный расчёт высоты дефлектора, диаметра входящего патрубка и колпака.

В специальных таблицах содержится информация о размерах приспособлений для стандартных дымоходов.

Таблица размеров

Диаметр канала (внутренний), мм d	Высота дефлектора, мм Н	Ширина диффузора, мм D
120	145	241
140	167	280
200	241	400
400	481	800
500	600	1000

Если требуется рассчитать размер приспособления для нестандартной дымоходной конструкции, тогда можно воспользоваться общепринятой формулой:

Высота дефлектора = 1,6 (1,7)×d.
Ширина колпака = 1,7 (1,8)×d;
Ширина диффузора = 1,2 (1,3)×d.

d – внутренний диаметр дымоотводного канала.

Важно! Для получения требуемых значений потребуются предварительные замеры внутреннего диаметра дымоотводной трубы.

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:

Защищает шахту от забивания мусором и попадания птиц.
Минимизирует негативное воздействие атмосферных осадков на вентиляционное оборудование.
Активизирует и усиливает тягу, генерируя и перенаправляя ветровые потоки – КПД вентсистемы повышается на 15-20%. Дефлектор снижает вероятность появления обратной тяги.

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

Делаем ротационный дефлектор своими руками

Приборы такого вида наиболее сложны для изготовления, поэтому чертежи на них желательно разрабатывать самостоятельно. А для изготовления изделия в натуральном виде нужно владеть навыками выполнения слесарных работ хотя бы на среднем уровне.

Одним из сложных элементов конструкции роторного вытяжного дефлектора являются ламели – пластинчатые детали, на которых и производится воздействие ветрового потока. Их необходимо изготовить совершенно одинаковыми, чтобы избежать разбалансированности всего узла при вращении.

Размеры и форму ламелей необходимо предварительно отработать на макете из картона. Нужное их количество нарезается и, с использованием скобочника и клея собирается в макет. Его рекомендуется установить на вертикальную ось и испытать в рабочем положении, используя вентилятор или пылесос.

При этом нужно контролировать балансировку и работоспособность устройства. Результатом этой работы должна быть отработка формы ламелей и их эффективности. Но главная задача – сделать расчет истинных размеров основания оголовка в зависимости от размера и формы воздуховода.

Как известно основанием для установки роторного вентилятора является наружная часть вытяжной трубы.

Но для мастеров есть и хорошие предпосылки. Нет необходимости возиться со сложной шарообразной формой такого прибора. В свое время на флоте, где вентиляция внутренних помещений является одним из важнейших факторов, в массовом порядке использовались такие приборы, но с цилиндрическим ротором. Такая форма позволяет без особого труда изготовить качественную вращающуюся часть.

Порядок изготовления роторного вентилятора может выглядеть следующим образом:

Изготовить опорные диски для ротора цилиндрической формы. Верхний из них выполняется в виде диска с отверстием под ось по центру, нижний – в виде кольца.
Нарезать из металлической полосы прямоугольные ламели определенных размеров.
Закрепить их между двумя деталями. Способ фиксации зависит от материала, использованного для изготовления ротора. Это может быть сварка для стальных деталей и заклепки для элементов конструкции из цветных металлов.
В процессе сборки нужно предусмотреть установку несущей оси. Сложность может представлять изготовление посадочных мест на ней для установки подшипников, поскольку их применение для быстро вращающейся массивной детали (ротора) представляется обязательным.
Изготовить посадочную платформу, соединяющую ротор и трубу воздуховода. Ее форма зависит от формы наружной части и предусматривает крепление для подшипника по оси.

Сложность исполнения заключается в необходимости изготовления токарных деталей – оси и корпусов подшипников. В домашнем хозяйстве токарного оборудования, как правило, нет. Изготовление вручную хлопотно и не дает гарантии качества. Остается один выход – найти исполнителя и заказать детали на стороне.

Можно ли устанавливать вентиляционный дефлектор на дымоход

Некоторые владельцы твердотопливных котлов и печей, столкнувшись с проблемой плохой тяги, решают исправить ее с помощью дефлектора. Можно ли монтировать в таком случае ротационный дефлектор или с эжектирующим вентилятором?

Проблему тяги можно решить, если увеличить высоту дымохода. Причины, по которым не рекомендуется использовать такие насадки:

Ставить различные насадки запрещено правилами пожаробезопасности.
Сажа, выделяемая при горении топлива, оседает на узлах дефлектора и выводит его из строя.
Если правильно сделан дымоход, то не стоит беспокоиться о конденсате и выпадающих осадках. Можно закрепить не дорогой зонт.

Для увеличения тяги можно использовать дефлекторы статичного типа.

Установка дефлекторов вентиляции в частном доме

Выполнить монтаж насадки самостоятельно не сложно. При выборе дефлектора учитывайте не только размер отверстия вентиляционного канала, но и его форму. Если у Вас вентиляционная труба прямоугольная, то нужно заказать дополнительно переход. Также при монтаже учтите положение дефлектора, он не должен находиться в ветровой тени.

Монтажные работы

Хорошо, если удалось изготовить качественный прибор для вытяжной системы. Но надо понимать, что впереди предстоит очень ответственная операция – его установка на место применения. А оно всегда находится на высоте, что налагает на монтажника дополнительную ответственность.

Установка оголовков на трубы вентиляции всегда производится на конечном этапе монтажа кровли. Для этого используются кровельные лестницы, устанавливаемы поверх финишного покрытия. Кроме того, перед установкой оголовка вокруг трубы нужно изготовить подмосток, находясь на котором и производят монтаж.

Для установки оголовка на кирпичную трубу используются самонарезающие винты:

Отверстия сверлятся на расстоянии 12-15 сантиметров друг от друга таким образом, чтобы не попадать в стык между кирпичами. В зависимости от размера прибора можно использовать сверло диаметром 5-8 миллиметров.
В отверстия устанавливаются пластмассовые вставки (дюбели).
Корпус дефлектора надевается на трубу и закрепляется саморезами.

Для воздуховодов часто используются металлические трубы с тонкой стенкой. В этом случае установка производится с использованием металлического хомута, который стягивается винтом.

Работа на высоте требует тщательной подготовки и соблюдения определенных правил безопасности, которые вкратце сводятся к следующему:

Перед началом работ на высоте нельзя принимать сильнодействующие лекарства, которые могут вызвать головокружение.
Категорически запрещено принимать алкоголь в любых количествах.
Перед подъемом на высоту необходимо убедиться в надежности крепления кровельной лестницы.
При производстве работ необходимо использовать страховочный фал.
Место на земле непосредственно под трубой должно быть предварительно очищено от строительного мусора, оборудования и других посторонних предметов.
Нельзя выполнять работы на высоте в сильный ветер, дождь или при других осадках.

Особенности установки дефлектора

Размеры и высота установки дефлекторов на системы вентиляции регламентируются специальным СНиПом, в котором указаны рекомендации и нормативные ограничения для работ такого рода. В случае приобретения прибора в разобранном виде, его необходимо сначала собрать по инструкции, а затем приступать к монтажу.

Место крепления устройства к выходному каналу бывает круглым, прямоугольным или фланцевым, в зависимости от вида шахты.

Чтобы дефлектор был со всех сторон доступен для различных потоков воздуха, он должен возвышаться над верхней точкой конька крыши здания на 1,5 метра.

Не стоит устанавливать дефлектор в каменных джунглях, где между близко расположенными стенами домов возникают крутящиеся вихри воздушных масс, получающие ускорение из-за сужения пространства.

От грамотно устроенной системы вентиляции зависит качество воздуха в помещениях, где живут или трудятся люди, здоровье которых в большой степени обеспечивается нормальной атмосферой микроклимата, созданного ими.

Ошибки установки и возможные проблемы

Одна из главных проблем в работе дефлектора – низкая эффективность, отсутствие тяги или поступление дыма и газов в помещение. Это означает, что дефлектор подобран неправильно, либо были допущены ошибки в установке.

При выборе типа дефлектора необходимо учитывать климат и погодные условия местности. Например, вращающийся или флюгерный тип не подходит для районов с холодными и снежными зимами, т.к. покрываются льдом и забиваются снегом. Для таких районов лучше остановиться на дефлекторе ЦАГИ или Григоровича. Если для местности характерны порывистые ветра, для установки на дымоход подойдет Н-образный дефлектор.

Другие ошибки в установке, снижающие эффективность работы устройства:

монтаж в т.н. аэродинамической тени деревьев или высоких зданий, которые снижают силу и скорость ветра;
установка ниже уровня конька кровли, из-за чего возникает препятствие для воздушных потоков.

Еще одна частая проблема случается в работе дефлекторов, сделанных самостоятельно из листовой стали. Несмотря на то, что изготовить насадку на дымоход своими руками несложно, ошибки в расчетах диаметра и высоты диффузора могут снизить эффективность работы устройства.

Специалисты рекомендуют использовать универсальные формулы для расчета параметров дефлектора. Так, высота наружного цилиндра должна быть равна диаметру трубы дымохода, умноженному на 1,6. Ширина диффузора – диаметр трубы, умноженный на 1,3. Ширина защитного колпака должна быть равна диаметру дымохода, умноженному на 1,7-1,9.

Полезные советы

Монтаж рассматриваемых устройств должен проходить в полном соответствии с существующими техническими требованиями.

Прежде всего речь идет о СНиП 41-01-2003. В нем указаны основные требования, связанные с монтажом вентиляционных и газоходных систем.

Установку дефлекторов можно выполнить самостоятельно. Как вы уже поняли, это довольно простая задача. Справиться с ней сможет практически любой человек. Но если вы сомневаетесь в своих силах, обратитесь за помощью к специалистам. Стоимость их услуг небольшая. Поэтому привлечь к выполнению работ стороннего специалиста не будет накладно.

Подведение итогов

Дефлектор – полезное и многофункциональное приспособление, способное существенно улучшить функционирование естественной вентиляции, дымовыводящих путей. Особенно его использование обосновано, если ваше постоянное место жительства – загородный коттедж. Благодаря простоте конструкции вполне возможно самостоятельное изготовление данного приспособления.