Вентиляционный дефлектор: что такое и как работает вытяжное устройство

Грамотно спроектированная вентсистема помещения – залог здорового микроклимата. Одно из приоритетных условий естественной циркуляции воздуха – наличие тяги. Для нормализации давления часто используют вентиляционный дефлектор – прибор усиливает подсос из вентканала за счет ветрового напора.

Понятие устройства, принципа работы и обзор разных модификаций помогут сориентироваться в выборе оптимального дефлектора.

Основные задачи «вентиляционного колпака»

Эффективность вентсистемы 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 и направить их на благо функционирования вентсистемы позволяет установка дефлектора. Модуль, по форме напоминающий колпак, устанавливается в верхней точке вытяжного канала.

Дефлектор решает две основные задачи:

1. Защищает шахту от забивания мусором и попадания птиц.
2. Минимизирует негативное воздействие атмосферных осадков на вентиляционное оборудование.
3. Активизирует и усиливает тягу, генерируя и перенаправляя ветровые потоки – КПД вентсистемы повышается на 15-20%.

Зонтичная конструкция используется для повышения тяги и в дымоходе. 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

Схема устройства и принцип работы дефлектора

Для получения точного представления о том, что такое дефлектор и как он функционирует, разберем типовую схему его устройства. Главные части вентиляционной насадки:

1. Диффузор – основание в виде усеченного конуса. Нижняя часть цилиндрической колбы насаживается на верхушку вентканала, выведенного через крышу. Именно в диффузоре происходит замедление воздушного потока и повышение давления.
2. Зонт – верхний защитный колпак, прикрепленный к диффузору стойками. Элемент предотвращает попадание мусора в вентканал.
3. Корпус – кольцо или обечайка. Видимая деталь дефлектора, соединенная с диффузором двумя-тремя кронштейнами. Плоскость корпуса рассекает воздухопоток и создает внутри цилиндра область пониженного давления.

В некоторых модификациях установлена сетка для задерживания мелкого мусора. Фильтрующая вставка несколько ослабевает тягу.

Конструкция дефлектора с входным патрубком: 1 – оголовок, 2 – диффузор, 3 – кольцо, 4 – кронштейны-лапки, 5 – колпак, 6 – конусный щит, d – диаметр

Действие вентиляционной насадки основано на эффекте Бернулли – взаимосвязи между давлением и скоростью течения воздушного потока в канале. При ускорении, спровоцированном сужением воздуховода, давление в системе падает, образуя разряжение в трубопроводе.

Принцип работы:

1. Дефлектор улавливает ветер.
2. Воздушные массы устремляются в диффузор, разветвляются и провоцируют понижение давления вверху вентканала.
3. В разряженную пустоту устремляется отработанный воздух из помещения.

При правильном выборе и установке дефлектора на конце вытяжного канала разность давлений возрастает, соответственно, повышается интенсивность воздухообмена.

Классификация ветровых насадок

Несмотря на одинаковое предназначение, вытяжные колпаки различаются между собой. Определяя оптимальную модель устройства, надо оценить:

• материал изготовления;
• принцип работы;
• конструкционные особенности.

Материал изготовления. В производстве используется алюминий, нержавеющая сталь, оцинковка, медь, пластик и керамика.

Оптимальным решением с точки зрения баланса «стоимость/качество» считаются стальные и алюминиевые изделия. Медные дефлекторы используются редко из-за дороговизны.

Пластиковые модели отличаются от собратьев более низкой ценой, многообразием расцветок и форм. Недостатки полимеров: восприимчивость к высоким температурам и ограниченность службы

Симбиоз прочности и декоративности – комбинированные колпаки из металла, покрытые пластиком.

Принцип работы. Различают следующие группы вентиляционных устройств:

• статичные насадки;
• ротационные дефлекторы;
• статичные установки с эжектирующим вентилятором;
• модели с поворотным корпусом.

К первой группе относятся модели традиционного типа. Статичные дефлекторы отличаются простотой конструкции и возможностью самостоятельной сборки. Клапаны монтируются на вытяжных шахтах квартирных и производственных аэрационных воздуховодов.

Вторая группа (ротационные дефлекторы) снабжены системой вращающихся лопастей. Сложный механизм состоит из активной головки и статичной основы.

Порывы ветра побуждают лопастный барабан к вращению. В процессе работы в устье шахты создается вакуум, препятствующий появлению обратной тяги

Статичный вытяжной дефлектор с эжектирующим вентилятором – современная технология. На торце вентканала установлен неподвижный колпак, непосредственно под ним внутри шахты вмонтирован низконапорный осевой вентилятор.

Устройство стато-ротационной модели: 1 – статичный дефлектор, 2 – вентилятор, 3 – датчик давления, 4 – теплоизолированная колба, 5 – шумопоглощающий вентканал, 6 – дренаж, 7 – фальшпотолок

При нормальных внешних условиях система функционирует, как традиционный статичный дефлектор. По мере снижения ветрового и термического давления срабатывает датчик – в работу включается осевой вентилятор и тяга нормализуется.

Интересная разработка, заслуживающая внимания – дефлектор эжекционного типа с поворотным корпусом. Вращающийся колпак устанавливается над шахтой.

Модель состоит из горизонтальной и вертикальной трубы, которые соединяются между собой шарнирным механизмом. Сверху дефлектора есть перегородка – флюгер.

Горизонтальная труба разворачивается по направлению ветра. Потоки устремляются во внутреннюю часть и создают разряжение – тяга в устье шахты увеличивается

Конструктивные особенности. Модели с одинаковым принципом побуждения естественной вентиляции имеют некоторые отличия в устройстве.

Дефлекторы бывают открытого или закрытого типа, квадратной или круглой формы, с одним колпаком или несколькими конусными зонтами. Характеристики наиболее востребованных и эффективных модификаций описаны ниже.

Обзор популярных моделей

На практике хорошо себя зарекомендовали следующие виды: Григоровича, Вольпера, ЦАГИ, двойной и Н-образный дефлектор, поворотный флюгер типа «Сачок» или «Капюшон».

Выбор «ветровой насадки» основывается на эффективности, стоимости дефлектора и климатических условиях местности. Некоторые модели доступны для самостоятельной сборки и монтажа

Вид #1 — классический колпак Григоровича

Самый распространенный вариант, используемый в системах вентиляции и дымоудаления. Из-за простоты и доступности дефлектор Григоровича удерживает лидирующие позиции среди аналогов.

Устройство представлено парой зонтов, соединенных в единую «тарелку».

Колпак устанавливается на трубопроводы круглого сечения или монтируется через переходную пластину на прямоугольные и квадратные шахты.

Базовая комплектация: 1 – диффузор в виде зауженного конуса, 2 – защитный зонт, 3 – обратный колпак. Крепежные распорки объединяют элементы насадки

Благодаря конструкции осуществляется двойная эжекция воздуха – в направлении расширенной части диффузора и в сторону обратного колпака.

Скорость потока под нижним конусом увеличивается за счет сужения сечения канала, в результате, разность давлений повышается.

Вид #2 — универсальная насадка ЦАГИ

Вентиляционный колпак, спроектированный аэрогидродинамическим институтом, усиливает тягу благодаря ветровому напору и разнице давлений на различных высотах.

Насадка дополнена цилиндрическим экраном, внутри которого размещен прототип традиционного дефлектора.

Внешняя обечайка предотвращает опрокидывание естественной вентиляции даже в воздуховодах большого сечения. Допустимый диаметр вытяжной шахты – 100-1250 мм. Обозначения на рисунке: а – вид сверху, б – вид сбоку, D – диаметр, H – высота приспособления

Отличительные черты:

• допустимо бандажное, реечное, фланцевое и ниппельное соединение с воздуховодом в зависимости от формы горловины шахты;
• возможность транспортировки воздуха, химически неагрессивной среды (стальные модели выдерживают температуру до +800 °С);
• зимой на внутренних стенках цилиндра может образовываться наледь, которая способна перекрыть проходное сечение.

Дефлектор восприимчив к ветряным потокам – в спокойную погоду создает сопротивление тяги.

Вид #3 — стато-динамический колпак Astato

Стато-механический дефлектор – разработка французской фирмы Astato. Устройство усиливает тягу вытяжного потока системы естественного вентилирования за счет ветра и вентилятора.

Насадка монтируется на домах любой этажности, реконструируемых и новых зданиях.

В пассивном режиме уровень разряжения, создаваемый Astato, равен сумме ветрового и гравитационного давления. Эта величина соответствует работе статичного дефлектора

После включения электромотора аэродинамика вентканала сохраняется, степень разряжения – суммарное значение напора вентилятора и давления.

Характеристики дефлектора:

1. Способы установки. Ниппельное соединение для круглых вентканалов, через адаптер – для группы воздуховодов или шахт прямоугольного сечения.
2. Режимы управления. Допустимо ручное регулирование и автоматическое – посредством датчика давления, реле времени.
3. Материал изготовления – алюминий.
4. Модельный ряд. Дефлектор Astato представлен шестью позициями, номинальный диаметр – 16-50 см.

Модификации серии DYN-Astato укомплектованы двухскоростным вентилятором, стоимость изделий – 1300-4000 у.е. зависимо от габаритов дефлектора.

Вид #4 — дефлектор серии ДС

Статическая насадка ДС открытого типа внешне напоминает дефлектор Astato. Но, в отличие от французского колпака, модели серии ДС не имеют подвижных частей. В составе колпака предусмотрены три диска конической формы (1, 2, 3 по рисунку ниже).

Зонты у этого типа дефлектора усечены и расположены друг напротив друга, образуя канал по типу сопла Вентури. Диаметр центрального отверстия нижнего диска соответствует сечению трубы. Кронштейны удерживают сетку

Наибольшая скорость ветрового завихрения наблюдается в усеченном канале колпака – над вентиляционной трубой. Разность давлений внутри дефлектора и удаленно от него обуславливает дополнительное разряжение, повышающее тягу.

Особенности модели серии ДС:

• дефлектор совместим с принудительными средствами побуждения воздухообмена (вентиляторами);
• скорость ветрового потока 5-10 м/с увеличивает тягу на 10-40 Па – данные актуальны при относительной влажности 50°, температуре воздуха +25 °С и отклонении ветрового потока до 30° от горизонтальной плоскости.

Дефлекторы выпускаются в 13-ти типоразмерах. Обозначение вентиляционных колпаков: ДС-***, где *** — внутренний диаметр в мм. Минимальные габариты имеет модель ДС-100, максимальные – ДС-900.

Вид #5 — ротационная турбина или турбодефлектор

Динамический дефлектор состоит из неподвижной основы и вращающейся турбинной головки.

Элементы шарообразного колпака изготовлены из легкого, тонкого металла, что позволяет барабану с лопастями включаться в работу при незначительном ветре – от 0,5 м/с.

Головка вращается в одну сторону ветрового вектора. Под колпаком наблюдается «частичный вакуум» — воздух на вершине вентканала разрежается, вероятность опрокидывания вентиляции минимизируется

Преимущества турбодефлектора:

• эффективность работы в 2-4 раза превышает показатели статических моделей;
• защита помещения от перегрева летом и снижение расходов на кондиционирование в жару;
• эстетичный внешний вид – головка дефлектора выполнена в виде элегантного шарообразного колпака;
• предотвращение появления конденсата внутри кровли за счет понижения температуры в жаркую погоду;
• экономичность работы – активный дефлектор функционирует без электроэнергии.

Турбодефлектор вытягивает из шахты избыточное тепло, влагу, пыль, пары и вредные газы из здания и подкровельного пространства, тем самым увеличивая срок эксплуатации конструктивных элементов дома.

Недостаток активного дефлектора – нулевая производительность в безветренную погоду.

Динамические насадки выпускаются широким ассортиментом. Спросом пользуются товары компаний: Аэротек (Россия), Турбовент (Украина), Rotowent (Польша) и Турбомакс (Беларусь).

Маркировка изделий производства Аэротек представлена, как ТВ-160 и т.д. Цифровой индекс обозначает диаметр сечения неподвижного основания колпака

Вид #6 — поворотный флюгер типа «капюшон»

Поворотный колпак типа «капюшон» или «сачок» – полукруглый вращающийся уловитель воздушного потока, закрепленный на штоке.

Его изогнутые козырьки скреплены с подшипниковым узлом. Вверху корпуса расположен флюгер, позволяющий конструкции следовать за направлением ветра.

Схема устройства: 1 – рабочий корпус, 2 – насадки-дефлекторы, 3 – поворотный стержень, 4 – подшипники, 5 – герметичный стакан, 6 – монтажное кольцо, 7 – флюгер

Принцип работы вентиляционного «капюшона»:

1. Под напором ветра флюгер поворачивается, располагаясь по линии воздушного потока.
2. Струи воздуха проходят через пространство между изогнутыми козырьками.
3. Потоки меняют вектор и устремляются вверх.
4. В этой зоне, согласно постулатам аэродинамики, скорость перемещения воздуха возрастает, а давление падает – образуется глубокое разрежение.
5. Тяга из вентиляционной шахты увеличивается, обеспечивая дополнительный отсос отработанного воздуха.

Флюгер-дефлектор сложнее для самостоятельного изготовления, чем статичные модели. Насадка работоспособна при ветровой нагрузке до 0,8 кПа (не более 800 кгс/кв.м).

Вид #7 — модуль Н-образного типа

Дефлектор Н-образной формы преимущественно устанавливается на производственных предприятиях. Его назначение – усиление тяги в вентиляционной и дымовой трубе.

Ветер попадает в вертикальные перемычки модуля и высасывает отработанный воздух через горизонтальные каналы дефлектора, тем самым повышая тягу в трубопроводе

Конструкция не требует применения козырька, так как верхушка воздуховода защищена горизонтальным элементом.

Основное достоинство Н-образного колпака – работоспособность при сильных порывах ветра. Для работы дефлектор способен задействовать силу ветряных потоков, устремленных снизу вверх.

Нюансы монтажа колпаков ветрового побуждения

При установке дефлектора следует руководствоваться нормами СНиП. Основное внимание уделяется высоте вентиляционной трубе и колпака:

• от 500 мм над парапетом/коньком крыши, если воздуховод удален от вершины кровли на 1,5 м и менее;
• вровень с коньком или выше, если дистанция от вентканала до парапета составляет 1,5-3 м;
• не ниже линии отклонения, проведенной под углом 10° от конька вниз, при условии удаленности трубы больше 3-х м.

На плоской крыше дефлектор устанавливается на высоте 50 см и выше.

При размещении вентиляционной шахты рядом с дымовой трубой, надо соблюсти одинаковую высоту воздуховодов. Если эти требованием пренебречь, то печной дым может поступать в помещение

Дополнительные нюансы установки:

• недопустим монтаж в области аэродинамической тени соседних строений;
• дефлектор размещается в зоне свободного обдува, оптимально, если колпак является наивысшей частью кровли.

Установка насадки круглого сечения на квадратный воздуховод осуществляется через переходной патрубок.

Выводы и полезное видео по теме

Сравнение характеристик ротационной турбины и модели ЦАГИ:

Принцип работы поворотного флюгера-дефлектора:

Технология установки турбодефлектора на плоскую кровлю:

Такое простое приспособление, как дефлектор, способно решить распространенную проблему естественной вентиляции – недостаточность вытяжной тяги. Помимо повышения эффективности воздушной циркуляции, колпак выполняет защитную роль, предотвращая забивание вентканала мусором.