Вентиляционный дефлектор — устройство и принцип работы, классификация

Еще с советских времен вентиляцию жилого дома или квартиры обеспечивала недостаточная герметичность строительных конструкций – тот же холодок от «дышащих» деревянных окон. Но сегодня строительные технологии вышли на другой уровень, в котором не предусмотрены случайные щели. А поэтому к внутреннему микроклимату квартир и домов стали относиться по-другому, для чего сегодня активно применяют дефлекторы для вентиляции – специальные устройства, которые обеспечивают бесперебойный приток свежего воздуха.

Предлагаем вам рассмотреть самые популярные конструкции, их преимущества-недостатки и особенности применения. Это поможет вам подобрать наиболее удачный вариант, который будет идеально подходить под особенность вашей местности и имеющуюся площадь дома. Свежий воздух очень важен!

Что представляет собой дефлектор

Сегодня цилиндрический, конусообразный или округлый корпус дефлектора можно увидеть на крышах частных домов. По сути, дефлектор представляет собой аэродинамическую насадку, предназначенную для создания дополнительного разряжения на срезе вентиляционной трубы. В результате увеличивается перепад давления над трубой и внутри помещения, увеличивается тяга и производительность вентиляционной системы.

Конструктивно любой дефлектор состоит из трех узлов:

• Корпуса с креплением, обеспечивающим надежную и прочную установку на срезе вентиляционной трубы;
• Системы захвата воздушного потока, состоящей из нескольких неподвижных аэродинамических профилей или вращающегося элемента, как в случае турбинных дефлекторов;
• Колпака или защитной крышки, закрывающей срез трубы от проникновения дождя, снега, любопытных птиц, насекомых, мышей и прочей живности.

Для работы вентиляционному дефлектору необходимо одно условие — постоянный, стабильный горизонтальный поток ветра, желательно одного направления. В условиях постоянного потока воздуха дефлекторная насадка позволяет уменьшить высоту вентиляционной трубы на крыше почти вдвое. В безветрие дефлектор практически не работает.

Усиление тяги благодаря сжатию дополнительного потока воздуха также используется в дымоходах и продувках, когда из помещения или камеры сгорания необходимо быстро удалить продукты сгорания, дым, гарь, копоть. Дефлектор помогает резко интенсифицировать горение. Например, в эпоху паровозов использовался импровизированный бустер: чтобы резко увеличить мощность паровой машины, пара из котла выбрасывалась через дымовую трубу наружу, что увеличивало интенсивность горения и мощность двигателя чуть ли не на 70%.

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.

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

Замечание. 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.

Основные задачи дефлектора

Вентиляционные дефлекторы создают тягу, защищают канал от попадания мусора

Естественная система вентиляции зависит от атмосферных условий. Они определяют ее эффективность. Из-за разницы температуры внутри помещения и снаружи воздушные потоки поднимаются вверх. Таким образом происходит циркуляция.

Ветер способен вносить корректировки в функционирование вентиляционной системы. Перемещение воздушных масс под воздействием ветра может ускоряться или двигаться с затруднением.

Снизить влияние атмосферных явлений на работу вентиляции можно при помощи дефлектора воздуховода. Это устройство, внешне напоминающее колпак. Оно устанавливается на самом верху вытяжного канала.

Дефлектор – это устройство, которое признано решать несколько важных задач:

• Защищает шахту от попадания различного мусора, который ухудшает работу системы и создает пожароопасную обстановку.
• Сводит к минимуму негативное влияние осадков на оборудование.
• Препятствует появлению обратной тяги.

После установки вытяжного дефлектора КПД вентиляционной системы увеличивается более чем на 20%. Кроме того, устройство выполняет функцию искрогасителя.

Классификация вентиляционных дефлекторов

Классифицировать устройства можно по нескольким основаниям:

• по моделям – «ЦАГИ», Григоровича, Astato, ротационная турбина вентиляции, дефлектор в виде буквы Н и флюгер типа «Сачок» или «Капюшон»;
• по форме навершия – плоские, полукруглые, с открывающейся крышкой, двускатные, шарообразные;
• по принципу работы – статичные и ротационные;
• по месту установки – изделия на дымоход, цокольные, для кондиционера и на крышу.

Рассмотрим подробнее наиболее популярные варианты, зарекомендовавшие себя в деле.

Модель «ЦАГИ» названа так в честь места разработки – Центрального института аэрогидродинамики. Представляет собой классический вариант конической насадки с защитной крышкой, помещённой внутрь цилиндрического экрана. Последний обеспечивает отсутствие обратной тяги даже в больших воздуховодах.

Дефлектор Григоровича состоит из конического диффузора и обратного колпака, скреплённых в единую конструкцию. Причём сужение обоих элементов направлено друг к другу. Таким образом достигается двойной эффект, увеличивающий КПД устройства.

Насадки от французской фирмы Astato оснащены электрическим вентилятором для усиления тяги. Степень разряжения, необходимая для полноценного функционирования всей системы, оказывается большей, чем в аналогах, действующих только за счёт ветра.

Ротационная турбина имеет шарообразный колпак, являющийся металлическим барабаном с множеством лопастей. Материал изготовления достаточно тонок и лёгок, чтобы вращение турбины осуществлялось даже при скорости ветра в 0,5 м/с. Эффективность работы выше статических моделей в 2–4 раза, однако есть существенный минус конструкции – она абсолютна непроизводительна в полный штиль.

Техническое изделие в виде буквы Н по сути является классическим вариантом, производительность которого увеличена как минимум вдвое за счёт необычной формы насадки. Два дефлектора, в соединении напоминающие букву Н, смонтированы на одну трубу. Именно она крепится на вентиляционную шахту.

Флюгер «Капюшон» представлен поворотным колпаком, улавливающим направление ветра и несколькими нависающими друг над другом козырьками. Они выполняют роль диффузора и одновременно защищают от осадков. Ветер, проходя сквозь козырьки, получает ускорение. Тем самым над трубой образуется разреженное пространство, куда стремится воздух из помещения.

Изготовление своими руками

Проще всего вентиляционный дефлектор своими руками изготавливать, используя прототип конструкции Григоровича. Подобная установка увеличивает силу тяги благодаря особенностям строения: вид дефлектора имеет форму усечённого конуса, сверху которого монтируется защитный зонт. Даже при боковом направлении ветрового потока обеспечивается хорошая тяга.

Чтобы изготовить дефлектор Григоровича, сначала следует составить подробный чертёж с изображением всех его составляющих: входного патрубка, диффузора и колпака. При этом важно правильно составить расчёты:

• Размеры входного патрубка должны совпадать с диаметром трубы снаружи.
• Габариты диффузора должны быть больше диаметра воздуховода на 30%.
• Габариты защитной крышки, удерживаемой кронштейнами, должны быть больше диаметра вентиляционных каналов на 70–90%.
• Высота насадки должна составлять не более полутора диаметров внутренней стенки воздуховода.

Когда чертёж будет готов, можно приступать к изготовлению устройства. Перед тем как вырезать эскизы из материала для изготовления, стоит каждую деталь сделать из картона и соединить их между собой для наглядного представления будущей конструкции. В качестве материала лучше выбрать нержавеющую сталь, качества которой обеспечат долгий срок службы изделия. Эскизы с чертежа дефлектора переносятся на листовую сталь, и вырезаются ножницами по металлу. Сборку вырезанных элементов выполняют точечной сваркой, с помощью заклёпок, болтов или саморезов. Оптимальным вариантом сборки являются заклёпки как самый простой и надёжный. Процесс сборки насадки на вентканал выглядит следующим образом:

• Собирается диффузор.
• К диффузору крепятся кронштейны. Их можно изготовить из нескольких изогнутых металлических полосок.
• К кронштейнам прикрепляют колпак, удерживаемый ими.
• К входному патрубку прикрепляют нижние кронштейны.
• К конусообразному диффузору монтируется верхняя часть распорок кронштейнов.

Дефлектор считается собранным, далее следует установка насадки на вентканал.

Монтаж

Нижний стакан устанавливается на выходной дымоход, сверху на него крепится второй. Чтобы конструкция была устойчивой, они соединяются хомутом.

Вытяжные отверстия также зажимаются хомутами. Далее, нужно прижать колпак подготовленными кронштейнами. Если дефлектор для вентиляции устанавливается на местности, для которой характерно частое изменение движения ветра, рекомендуется оснастить установку обратным конусом. При частом отсутствии ветров, рекомендуется устанавливать насадку для вентиляционных каналов под уклоном.

Некоторые популярные модели

Чаще всего на практике можно встретить следующие разновидности дефлекторов:

• Григоровича – простейшая конструкция, представляющая собой объединенные в единую «тарелку» пару зонтов, устанавливается она над обтекающей стенкой канала. Именно подобные простейшие варианты чаще всего можно встретить над крышами гаража, подвала, небольшого частного дома. Дефлектор Вольперта-Григоровича – более усложненная вариация описанного ранее устройства, состоит из объединенных воедино диффузора, обратного конуса и крышки;
• дефлектор ЦАГИ. Подразумевает использование специальной насадки – вентиляционного колпака, который способен усилить тягу. Из-за сложностей очистки подобная модель обычно используется исключительно для вентиляционных систем, для отвода продуктов горения она не подходит;
• Astato – статодинамический дефлектор, выпускаемый одноименным французским концерном. Тяга усиливается не только за счет силы ветра, но и благодаря встроенному вентилятору;
• Турбовент – ротационный дефлектор, состоящий из подвижной основы и головки, представляющей собой вращающуюся турбину;
• дефлектор Ханжонкова. Представляет собой дополнительную стенку, устанавливаемую вокруг трубы, также конструкция дополняется тарелкообразным дождевиком – вытяжным зонтом;
• н-образный дефлектор – конструкция, используемая преимущественно промышленными предприятиями для улучшения свойств вентиляционных и дымоотводящих систем. Одна из ключевых особенностей конструкции – отсутствие защитного колпачка.

Габаритные размеры

Осуществив подбор устройства по типу материала и конструктивным особенностям, следует вычислить размеры дефлектора, который вам подойдет. В таблице ниже приведены основные из них на примере насадки ЦАГИ.

Стандартные размеры насадки ЦАГИ

Если выше нет значения, отвечающего параметрам (диаметру) вашего вентканала, расчет дефлектора выполняется по следующему принципу:

• Ширина диффузора = 2*диаметр канала;
• Размер зонта (ширина) = 1,8*диаметр канала;
• Общая высота устройства=1,7*диаметр канала.

Можно воспользоваться следующей схемой для расчета всех элементов в зависимости от выбранного диаметра трубы:

Чертеж дефлектора с расчетами величин элементов

Можно ли устанавливать на дымоход

Установкой дефлектора незадачливые домовладельцы пытаются решить проблему недостатка тяги. Такое случается, когда дымоходная труба сделана неправильно – оголовок попал в зону ветрового подпора крыши, поднят на малую высоту либо сосед построил рядом высокое здание.

Лучший решение при недостаточной тяге — поднять дымоотвод на нужную высоту. Почему на оголовок нежелательно нахлобучивать различные насадки:

• Запрещается ставить зонты и прочие вытяжные устройства на трубы, отводящие продукты горения газовых котлов. Это требования правил безопасности.
• Печки и твердотопливные котлы при горении выделяют сажу, оседающую на внутренних поверхностях дымоходов и колпаков. Дефлектор придется чистить, особенно крутящийся.
• Внизу правильно построенного дымового канала предусмотрен карман для сбора конденсата и лишней влаги. Закрывать трубу от осадков бессмысленно, достаточно прикрепить на конце сопло, защищающее утеплитель сэндвича.

Оголовки печных газоходов допускается оснащать зонтиками, но турбодефлектор там точно не нужен. Тема монтажа колпаков на дымоотводные каналы подробно раскрыта в отдельном материале.

Различия моделей

Обнаруженные проблемы с неэффективно работающей вентиляцией решает дефлектор на трубу вентиляции. Он же защищает вентиляционную систему от эффекта обратной тяги. Существует несколько десятков конструкций дефлекторов для вентиляции. Выполняя одни и те же функции, между собой устройства могут отличаться:

• внешним видом;
• назначением;
• материалом.

Ротационный дефлектор

Кроме воздухообмена в помещениях, дефлекторы используются в авиационной промышленности и машиностроении. Материалом для их изготовления служит:

• керамика;
• пластик;
• сталь котельная, нержавеющая и оцинкованная;
• алюминий;
• медь (редко).

Встречаются и комбинированные модели: металл с верхним покрытием из пластика или эмали. Самые простые дефлекторы вполне доступны для самостоятельного изготовления.

Внимание! Выбирается дефлектор на вентиляцию, исходя из финансовых возможностей, конструктивного исполнения, а также преобладающего направления розы ветров в данной местности. Приоритетным считается выбор конструкции и уже под нее подгоняется нужные присоединительные и габаритные размеры.

Различия по принципу работы:

• вращающиеся;
• неподвижные.

Краткие характеристики основных разновидностей

Дефлектор может изготавливаться из оцинковки

• Дефлектор Григоровича (универсальный) – для вентиляции и удаления дыма.
• Модель Центрального Аэрогидродинамического Института – самый распространенный вариант. Состоит из входной полой цилиндрической части, диффузора, корпуса, фиксирующих кронштейнов и «зонта».
• Astato – разновидность тарельчатой открытой установки статодинамического типа комбинированного (естественного и принудительного) исполнения. Простая конструкция и приемлемая эффективность при экономичном потреблении электроэнергии.
• Н-образные модели: узнаваемы по сразу двум дефлекторам на одном оголовке, другие.

Правила монтажа

Высота трубы в зависимости от типа кровли

Перед тем как начать установку дефлектора, рекомендуется изучить правила и нормы СНиПа. Особое внимание должно уделяться высоте трубы вентиляции и колпака. Предварительно нужно сделать чертеж, чтобы все расчеты были произведены грамотно. Размеры должны быть следующими:

• 500 мм над коньком крыши, при этом воздуховод должен быть удален на 1,5 метра от верха кровли;
• если расстояние от вентиляционного канала до парапета составляет 1,5 и выше метра, установка должна быть наравне с коньком;
• когда труба удалена на расстояние более трех метров, устройство ставится вблизи линии отклонения под углом 10 градусов от конька вниз.

Если крыша плоская, дефлектор устанавливается на высоте от 50 см.

Перед тем как монтировать вентиляционную шахту рядом с дымовой трубой, нужно правильно рассчитать одинаковую высоту всех воздуховодов. Если не учесть это требование, дым и продукты сгорания будут попадать в дом.

Существует несколько нюансов по установке, которые нужно принять во внимание:

• Нельзя монтировать устройство в аэродинамической области соседних зданий.
• Дефлектор должен быть установлен в области свободного обдува. Лучше всего, если колпак будет самой высокой точкой на крыше.

Если на квадратный воздуховод требуется установить круглую насадку, для этого должен использоваться переходник.

Советы по изготовлению дефлекторов разного типа

Чтобы устройство, направленное на улучшение производительности вентиляционной системы, адекватно справлялось с возложенными на него задачами, стоит прислушаться к некоторым советам от опытных мастеров. Выбирать ротационные модели для установки в районах со снежными и холодными зимами не лучший вариант. Высока вероятность обледенения и заваливания снегом прибора, чтобы сведёт на нет всю его функциональность.

На картинке показан турбодефлектор.

При подготовке чертежа той или иной модели для деталей нужно брать запас по 1 см с каждого края. Это позволит произвести качественное и надёжное соединение.

Ротационную турбину при достаточном уровне мастерства тоже можно попробовать сделать самостоятельно. Однако потребуется тщательно подготовить чертежи и вырезать множество одинаковых по форме лепестков, которые совместно будут обеспечивать вращение всей установки.

Особенности выбора

Выпускаются пластиковые, нержавеющие и оцинкованные модели

Существует множество разновидностей ветровых устройств. Они подразделяются на группы в зависимости от строения и принципа работы. При выборе подходящей модели рекомендуется обращать внимание на следующие нюансы:

• материал изготовления конструкции;
• принцип функционирования;
• отдельные особенности устройства.

Материал изготовления

Чаще всего ветровые насадки изготавливают их нержавейки, пластика, оцинкованной стали, алюминия. Самые простые модели можно изготовить самостоятельно. Наиболее практичными считаются конструкции из алюминия и оцинкованной стали. Из меди такие изделия можно встретить редко, так как их стоимость достаточно высокая. Из пластика изготавливают только цокольные конструкции, так как материал очень хрупкий. Дефлектор, предназначенный для дымохода, производится из металла.

Классификация по принципу работы

Подвижные модели более эффективны

Разновидности по принципу функционирования насадок:

• Статические – самые простые конструкции, которые можно собрать самостоятельно. Они устанавливаются на каналах вентиляции в многоэтажках и небольших предприятиях.
• Турбодефлекторы – конструкции из вращающихся лопастей. Основа полностью статична, а головка вращается.
• Флюгер, устанавливаемый на шахту вентиляционного канала. Он вращается в соответствии с направлением ветра.

Благодаря установке дефлектора можно обезопасить и продлить срок службы вентиляционной системы, а также улучшить ее работу.

Как рассчитать мощность и количество дефлекторов?

Итак, то, что без свежего воздуха в жилом помещении никак, и какие для этого есть пути решения, вы уже поняли. И то, что ваш дом или квартира будет понемногу проветриваться – уже хорошо, но важно создать действительно качественный микроклимат. Причем для каждого помещения – свои требования. Давайте рассмотрим такой расчет на примере турбодефлектора:

Количество вентиляционных дефлекторов высчитывают по специальной формуле:

• Вентилируемый объем комнаты равен кратности воздуха воздухообмена в час умноженный на объем помещения.
• Количество вентиляционных дефлекторов равно вентиляционному объему в разделенному на производительности дефлектора.

По всем правилам воздухообмен в любом помещении должен происходить в три цикла за один час.

А какой дефлектор для вентиляционной трубы решили устанавливать вы?