Аэроватты в пылесосе что это такое
Мощность всасывания: что это такое и как ее измерять
Содержание
Содержание
Количество нулей, указанное на корпусе пылесоса, способно вскружить голову неискушенному пользователю, однако оно не в полной мере характеризует способность устройства втягивать пыль. Больший интерес в характеристиках пылесосов представляет мощность всасывания. О ней и поговорим в материале.
Определение мощности всасывания
В общем понимании, мощность — это величина, характеризующая скорость передачи энергии (выполнения работы) в единицу времени. В механике, электротехнике, термодинамике и т. д. существуют свои определения мощности, но общего принципа физической величины это не меняет. К примеру, в механике под мощностью понимается работа, проделанная в единицу времени, в электротехнике — энергия, затраченная или полученная в течение все той же единицы времени.
Касательно вакуумных систем, а пылесосы относятся именно к ним, существует понятие мощности всасывания, т. е. способности пылесоса втянуть в себя какой-то объем воздуха в течение определенного времени. Согласно принципу работы пылесоса, для того, чтобы создать поток, который устремится внутрь корпуса, необходимо создать внутри разрежение (зону низкого давления). Чем выше разрежение, тем активнее туда устремятся воздух и пыль.
Таким образом, мощность всасывания является произведением потока (объема) воздуха на величину разрежения.
Мощность всасывания = Поток × Разрежение
Измеряется мощность всасывания, как и другие разновидности мощностей, в ваттах.
Есть и другие единицы измерения «воздушной мощности», именуемые аэроваттами. По сути, это та же самая физическая единица, но для простоты восприятия ее назвали несколько иначе. Поскольку аэроватты не входят в перечень физических единиц, включенных в международную систему единиц СИ, то технически правильнее будет измерять мощность в привычных ваттах.
Отличие мощности всасывания от электрической мощности
Как видно из данного выше определения, мощность всасывания характеризует работу вакуумной системы пылесоса. В то время, как под электрической мощностью понимается энергия, затрачиваемая на работу электродвигателя пылесоса.
Это абсолютно разные величины и абсолютно разные характеристики пылесоса!
Каждая из них важна для определения эффективности пылесоса, но всасывающую способность характеризует именно мощность всасывания.
Что касается порядка цифр для каждого вида мощности, дела обстоят следующим образом. Электрическая мощность — это не что иное как мощность электродвигателя пылесоса. Ее значения находятся в пределах 500–2000 Вт. Мощность всасывания — вычисляемая величина, на значение которой оказывает влияние множество факторов:
Как правило, значение мощности всасывания для пылесосов бытового назначения, находится в пределах 150-400 Вт. Чем выше этот показатель, тем лучше аппарат засасывает мусор и пыль.
Методика замера мощности всасывания
Методика определения мощности всасывания подразумевает измерение величины воздушного потока и разрежения, создаваемого в вакуумной системе. Один из вариантов измерительного стенда приведен на схеме.
Воздушный поток вычисляется путем умножения скорости воздуха (показания анемометра) на сечение магистрали, подключенной к прибору. Разрежение измеряется вакуумметром, или, как показано на схеме, дифференциальным манометром. Его использование более предпочтительно, поскольку прибор имеет два датчика для измерения (разрежения и избыточного давления). Датчик избыточного давления к системе не подключается. Он измеряет атмосферное давление, а его показания используют для вычисления разности между нормальным давлением и давлением в вакуумной системе. Разница показаний датчиков есть не что иное, как значение разрежения, создаваемого внутри корпуса.
Произведение измеренных величин потока и разрежения дает мощность всасывания.
Здесь важно понимать, что любое препятствие на пути воздушного потока (мешок для мусора, система фильтров и т. д.) снижает скорость воздушного потока и, как следствие, негативно сказывается на величине значения мощности всасывания, существенно снижая ее. Также недопустим паразитный подсос воздуха, вызванный неисправностями пылесоса (трещины в шланге, корпусе, неплотно закрытые крышки и т. д.), поскольку поступление воздуха извне снижает величину полезного потока.
Единого стандарта, в соответствии с которым определяют мощность всасывания, не существует. В настоящее время он находится в разработке. Поэтому производители пылесосов измеряют мощность в своих испытательных лабораториях, руководствуясь внутренними регламентами и процедурами. Причем далеко не всегда значения мощности всасывания у конкретной модели становятся достоянием общественности. Правил, предписывающих ее указывать, не существует.
Наличие этого параметра в техническом паспорте пылесоса — признак хорошего тона и уважительного отношения к потребителю.
Определяем мощность всасывания конкретных моделей пылесоса
Существует несколько типов внутреннего устройства пылесосов, в которых для очистки воздуха используются различные виды пылесборников:
Устройство и принцип действия пылесосов различных конструкций подробно рассмотрен в материале блога DNS.
Как уже говорилось ранее, значение электрической мощности и мощности всасывания важны для определения эффективности пылесоса, его коэффициента полезного действия (КПД).
КПД = Мощность всасывания / Электрическую мощность × 100, (%)
Для иллюстрации эффективности пылесосов различных систем, в рамках материала составим небольшой рейтинг, в который включим по одной модели каждого типа.
Выбор претендентов в каждой номинации предоставим пользователям, установив значение фильтра сортировки в положение «Сначала популярные», и рассчитаем соотношение мощностей для первой модели из сформированного списка.
Среди пылесосов с мешком, чести участвовать в нашем импровизированном рейтинге удостоилась модель Bosch BSGL3MULT3.
Отношение мощности всасывания к электрической мощности составляет 12,5 %, что объясняется наличием серьезного препятствия на пути прохождения воздуха — там установлен мешок для сбора мусора. По мере его заполнения КПД пылесоса будет дополнительно снижаться.
В качестве испытуемого среди пылесосов с аквафильтром, пользователи определили Thomas Twin Tiger.
Показатель его эффективности составляет:
КПД = 300 / 1600 × 100 = 18,75 %
В такой конструкции небольшое сопротивление потоку оказывают аквафильтр и система фильтрации, в частности HEPA-фильтр, особенно если он не новый и уже успел засориться.
Среди пылесосов с контейнером лидером по популярности среди пользователей стал Samsung SC4520.
Его эффективность составила 21,875 %, что объясняется минимальным количеством препятствий на пути прохождения воздушного потока.
Вне конкурса в рейтинг был включен еще один аппарат — Dyson Cinetic Big Ball Animalpro 2.
Его выбор не случаен. Во-первых, интересно посмотреть результаты от законодателя моды среди пылесосов циклонного типа. Во-вторых, любопытно узнать возможности устройства мультициклонного типа. Т. е. аппарата, функции по очистке воздуха в котором делегированы не одному циклону, а целому каскаду циклонных очистителей воздуха. Наличие нескольких циклонных фильтров позволяет существенно снизить мощность электродвигателя, действуя не в ущерб эффективности устройства, что и доказывает наш расчет.
КПД = 164 / 700 × 100 = 23,42 %
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
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.