Скорость воздуха в дефлекторе

Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

Расчет естественной общеобменной вентиляции

Естественная вентиляция зданий и помещений обусловлена тепловым напором (разностью плотностей внутреннего и наружного воздуха) и ветровым напором. Согласно закону Гей— Люссака при нагревании воздуха на 1К его объем увеличивается на 1/273, а плотность соответственно уменьшается. Следовательно, тепловой напор тем больше, чем значительнее разница температур наружного и внутреннего воздуха. В соответствии с указаниями СНиП 2.04.05—91 ветровой напор надлежит учитывать только при решении вопросов защиты вентиляционных проемов от задувания. Поэтому естественную вентиляцию рассчитывают, основываясь только на действии теплового напора.

Естественная вентиляция зданий осуществляется посредством удаления загрязненного воздуха с помощью вытяжных труб (шахт) и поступления чистого наружного воздуха через приточные каналы или неплотности в строительных конструкциях (рис. 17.4).

Разность давлений, Па, на концах вытяжной трубы:

где g = 9,81 м/с2 — ускорение свободного падения; h— длина вытяжной трубы, м; Рн> ρв — плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3: при нормальном атмосферном давлении и температуре Т (К) плотность воздуха ρ = 353/T (здесь 353 — переводной коэффициент).

Теоретическая скорость воздуха в вытяжной трубе, м/с,

Действительная скорость движения воздуха в трубе меньше теоретической, так как на своем пути он преодолевает сопротивление, зависящее от формы поперечного сечения трубы и качества поверхности ее стенок. Эту скорость рассчитывают по формуле

vд =4,43ψ√h (ρн -ρв)/ρн

vд =4,43ψ√h (Тв — Tн)/Tн

где ψ = 0,32. 0,65 — коэффициент, учитывающий сопротивление движению воздуха в вытяжной трубе; в расчетах принимают ψ = 0,5.

По найденному значению vД вычисляют суммарную площадь сечения вытяжных труб, м2,

где L — требуемый воздухообмен, м3/ч.

Число вытяжных шахт определяют, исходя из конструктивных размеров шахты:

где S —площадь поперечного сечения шахты, м2.

Для увеличения пропускной способности вытяжных шахт за счет использования энергии ветра на их верхних концах в некоторых случаях устанавливают дефлекторы (рис. 17.5). Дефлекторы устроены таким образом, что при обдувании их ветром площадь сечения участка, работающего на вытяжку, значительно больше, чем участка, работающего на приток (рис. 17.6). В результате разность давлений на концах вытяжной трубы увеличивается, поэтому воздухообмен также возрастает.

а — звездообразного (горизонтальный разрез); б— ЦАГИ (вертикальный разрез); + — зоны повышенного давления; зоны разрежения

Дефлектор подбирают по диаметру, м, вычисляемому по формуле

D = 0,0188√Lд/(kэvB), где Lд — пропускная способность дефлектора, м3/ч; kэ — коэффициент эффективности: для цилиндрического дефлектора ЦАГИ kэ = 0,4, для звездообразного kэ = 0,42; vB — скорость обдувающего дефлектор воздуха, м/с.

Естественная вентиляция помещений происходит за счет воздействия ветра и гравитации. При естественной вентиляции воздух может поступать в помещение и удаляться из него через специально предусмотренные проемы, а также через неплотности в наружных ограждениях здания, а также через специальные каналы.

Вытяжная естественная канальная вентиляция осуществляется преимущественно в жилых, общественных и административно-бытовых зданиях для помещений, не требующих воздухообмена больше однократного.

Системы вытяжной вентиляции с естественным побуждением для жилых, общественных и административно-бытовых зданий рассчитывают на разность удельных весов наружного воздуха температурой 5 °C и внутреннего воздуха с температурой для холодного периода года. Считается, что при более высоких наружных температурах, когда естественное давление становится весьма незначительным, дополнительный воздухообмен можно получать, открывая более часто и на более продолжительное время форточки, фрамуги, а иногда створки оконных рам.

В производственных зданиях естественную вентиляцию следует проектировать, если она обеспечит нормируемые условия воздушной среды в помещениях и если она допустима по технологическим требованиям.

Системы вентиляции с естественным побуждением для производственных помещений рассчитывают:

а) на разность удельных весов наружного и внутреннего воздуха по расчетным параметрам переходного периода года для всех отапливаемых помещений, а для помещений с избытками теплоты — по расчетным параметрам теплого периода года;

б) на действие ветра скоростью 1 м/с в теплый период года для помещений без избытка теплоты.

Вытяжная естественная канальная вентиляция, рис. 5.4, состоит из вертикальных внутристенных или приставных каналов с отверстиями, закрытыми жалюзийными решетками, сборных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты.

Рис. 5.4. Схема естественной вытяжной канальной вентиляции

Для усиления вытяжки воздуха из помещений вверху на шахте часто устанавливают специальную насадку – дефлектор. Загрязненный воздух из помещений поступает через жалюзийную решетку в канал, поднимается вверх, достигая сборных воздуховодов, и оттуда выходит через шахту в атмосферу. Для устройства канальной вентиляции изготавливают специальные вентиляционные панели или блоки с каналами круглого, прямоугольного или овального сечения. Наиболее рациональной формой сечения канала и воздуховода следует считать круглую, так как по сравнению с другими формами она при той же площади имеет меньший периметр, а, следовательно, и меньшую величину сопротивления трению при движении воздуха. Вентиляционные каналы естественной вентиляции в гражданских и административно-бытовых зданиях, как правило, прокладываются в толще стен, могут выполняться в виде вентиляционных блоков, быть приставными или подшивными в зависимости от конструктивного оформления здания и внутренней отделки помещений.

В канальных системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления, возникающего вследствие разности температур холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.

Естественное давление ΔР_е определяют по формуле

где h_i – высота воздушного столба, м; g = 9,81 м/с 2 – ускорение свободного падения; ρ_н – плотность наружного воздуха при температуре, зависящей от назначения помещения, кг/м 3 ; ρ_в – плотность внутреннего воздуха, кг/м 3 .

Высоту воздушного столба h_i следует принимать:

— для вытяжных воздуховодов при наличии в помещении только вытяжки – от середины вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты; при наличии в помещении притока – от середины высоты помещения до устья вытяжной шахты;

— для приточных воздуховодов – от середины высоты приточной камеры до середины высоты помещения.

Плотность воздуха определяют по таблицам из справочной литературы или по формуле:

, кг/м 3 , (5.20)

где t – температура воздуха, °С.

Анализируя выражение (5.19), можно сделать следующие практические выводы.

1. При естественной вентиляции верхние этажи здания по сравнению с нижними этажами находятся в менее благоприятных условиях, так как располагаемое давление здесь меньше.

2. Естественное давление становится большим при низкой температуре наружного воздуха и заметно уменьшается в теплое время года.

Кроме того, естественное давление не зависит от длины горизонтальных воздуховодов, тогда как для преодоления сопротивлений в коротких ветвях воздуховодов требуется меньшее давление, чем в ветвях значительной протяженности. Радиус действия вытяжных систем – от оси вытяжной шахты до оси наиболее удаленного отверстия – рекомендуется принимать не более 8 м.

Площадь F, м 2 , и размеры поперечного сечения каналов a и b, м, определяют по скорости воздуха в каналах, V_к , м/с, и расходу воздуха в канале, L_п , м 3 /с:

F = a × b = , м 2 . (5.21)

Затем производят расчет потерь давления при прохождении воздуха по каналу. Для естественной вентиляции скорость воздуха в каналах принимают не более 1,5—2 м/с. Если при расчете вентиляционной сети получается, что потери давления при перемещении воздуха ΔP_пот = 0,9 ΔP_е , расчет заканчивают, в противном случае производят перерасчет сети или отдельных ее участков, изменяя сечение каналов. Для возможности использования расчетных таблиц сопротивления воздуховодов, выполненных для воздуховодов круглого сечения, при квадратном или прямоугольном сечении определяют так называемый гидравлический диаметр:

d_г = , м, (5.22)

где a и b – поперечные размеры прямоугольного канала, м.

Суммарные потери давления ΔP_c в сети состоят из потерь на преодоление местных сопротивлений и на преодоление трения воздуха о стенки воздуховодов, их определяют по формуле:

, Па, (5.23)

где z – коэффициенты местных сопротивлений; V_к – скорость воздуха в каналах, м/с; ρ – плотность воздуха, кг/м 3 ; R – потери давления на трение на расчетном участке сети, Па/м (на 1 м длины воздуховода); l – длина участков воздуховода (канала), м.

Дефлекторы применяют для увеличения располагаемого давления. Дефлекторами называются специальные насадки, устанавливаемые на концах труб или шахт, а также непосредственно над вытяжными отверстиями в крышах производственных зданий. Назначение дефлектора – усилить вытяжку загрязненного воздуха из различных помещений. Работа дефлектора основана на использовании энергии потока воздуха – ветра, который, ударяясь о поверхность дефлектора и обтекая его, создает возле большей части его периметра разрежение, что и усиливает вытяжку воздуха из помещений.

Дефлекторы изготовляют различных конструкций и размеров. Наиболее распространены дефлекторы ЦАГИ круглой (рис. 5.5) и квадратной форм.

Рис. 5.5. Дефлектор ЦАГИ:

1 – патрубок; 2 – диффузор; 3 – корпус дефлектора; 4 – лапки для крепления зонта-колпака; 5 – зонт-колпак

Размеры отдельных элементов дефлектора указаны в долях диаметра его патрубка. Номер дефлектора соответствует диаметру патрубка в дециметрах. Дефлектор ЦАГИ квадратной формы состоит в основном из тех же элементов, что и круглый.

Разрежение, создаваемое дефлектором, зависит от скорости ветра V_в. Скорость ветра, V_в, определяют по СНиП 23-01-99. Скорость движения воздуха в патрубке дефлектора составляет приблизительно 0,2—0,4 скорости движения ветра, т. е.

Разрежение, создаваемое дефлектором, определяют по формуле:

P_д = , Па, (5.25)

где – принимают по графику на рис. 5.6 или паспорту на дефлектор в зависимости от принятого соотношения .

Рис. 5.6. График для определения разрежения, создаваемого дефлектором,
и количества удаляемого воздуха:

1 – при круглом сечении; 2 — при квадратном сечении

Дефлекторы рекомендуется устанавливать в наиболее высоких точках здания, непосредственно обдуваемых ветром. Нельзя ставить дефлекторы в зоне подпора ветра, например перед стеной, на которую направлен ветер, вблизи выступающих брандмауэров и т. п., так как в этих условиях возможно опрокидывание тяги, т. е. задувание наружного воздуха внутрь помещения. Не следует также устанавливать дефлекторы между высокими зданиями (в аэродинамической тени).

Жалюзийные решетки устанавливают в местах забора или раздачи воздуха в приточных и вытяжных системах для регулирования количества воздуха, поступающего или удаляемого через отверстия. Наиболее широко применяют жалюзийные решетки с подвижными перьями жалюзи, стандартные размеры их приведены в справочниках и типовых чертежах, выпускаемых Госстроем России. С помощью шнура или троса решетка может быть полностью открыта, полностью или частично закрыта. В газифицированных помещениях устанавливают нерегулируемые решетки.

При повышенных требованиях к внутренней отделке помещений решетки изготавливают из металла, пластика, гипса и придают им разнообразную форму и рисунок. Однако гидравлическое сопротивление этих решеток, а также площадь их живого сечения (живое сечение – суммарная площадь отверстий для прохода воздуха в решетке) должны быть такими же, как и у стандартной решетки. Площадь живого сечения решеток определяют по формуле

где L – объем воздуха, проходящего через решетку, м 3 /с; V – скорость воздуха в живом сечении жалюзийной решетки, м/с.

Вытяжка из помещений регулируется жалюзийными решетками в вытяжных отверстиях, а также дроссель-клапанами или задвижками, устанавливаемыми в сборном воздуховоде и в шахте.

Аэрация зданий

Аэрация – это организованная и управляемая естественная общеобменная вентиляция через открывающиеся фрамуги окон в наружных ограждениях зданий и вентиляционно-световых фонарей с использованием гравитационного (теплового) и ветрового давлений. Применяется для вентиляции зданий с большими тепловыделениями и позволяет осуществлять воздухообмены, достигающие миллионов м 3 за 1 час.

Фрамуги устраиваются с верхним, нижним или средним подвесами. Для удобства открывания фрамуг с отметки пола необходимо устройство приспособлений с механическими или ручными приводами.

Располагаемые в наивысшей точке здания вентиляционно-световые (аэрационные) фонари способствуют интенсификации естественного воздухообмена.

Во избежание нежелательного поступления наружного воздуха через фонарь, что вызывает обратное перемещение загрязненного воздуха из верхней зоны в рабочую (опрокидывание тяги), аэрационные фонари устраиваются незадуваемыми. В таких фонарях открытые проемы защищены от ветра либо щитами, установленными на кровле здания, либо глухими стенками фонаря. При сравнительно небольших воздухообменах применяются дефлекторы, устанавливаемые на крыше здания.

Подачу приточного воздуха в вентилируемые помещения при естественной вентиляции следует предусматривают в теплый период года на уровне не более 1,8 м и в холодный период года – не ниже 4 м от пола до низа вентиляционных проемов. При этом наружный воздух до поступления в рабочую зону смешивается с внутренним воздухом и повышает свою температуру.

Подача неподогретого воздуха в холодный период года на более низких отметках (ниже 4 м от пола) допускается при условии осуществления мероприятий, предотвращающих непосредственное воздействие холодного воздуха на работающих.

В зданиях с естественной вентиляцией (аэрацией) открывающиеся устройства в окнах должны обеспечивать возможность направления поступающего воздуха вверх в холодный период года и вниз – в теплый период года (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Аэрация однопролетного цеха

а – схема давлений; б— разрез цеха

Расчет аэрации заключается в определении потребной площади открывающихся фрамуг (приточных – для теплого периода года, – для переходного периода года, – для холодного периода года и вытяжных F_выт ).

При проектировании зданий определяют потребную площадь открывающихся фрамуг, рассматривая наиболее неблагоприятные условия, когда скорость ветра равна нулю. Расчет обычно сначала проводят для теплого периода года.

Расчет аэрации (естественной общеобменной вентиляции) производственного помещения включает три этапа:

1) расчет необходимого воздухообмена в помещении (по параметрам: избыточное тепло, влага, вредные вещества);

2) расчет скорости воздуха в вентиляционных проемах (каналах);

3) расчет площади приточных и вытяжных проемов.

Исходными данными для расчета аэрации являются:

— расчетная летняя температура наружного воздуха для расчета вентиляции, t_н,°С;

— температура воздуха в рабочей зоне, t_рз, °С;

— средняя температура воздуха в цехе, t_ср, °С;

— температура удаляемого воздуха, t_ух, °С;

— высота расположения центров приточных аэрационных проемов от пола, h_пр, м;

— высота расположения центров вытяжных аэрационных проемов от пола, h_выт, м;

— количество избыточной теплоты, выделяющейся в помещении, Q, Вт;

— градиент температуры α (изменение температуры по высоте помещения), °С/м, обычно «для горячих цехов» принимают равным 0,8—1,5 (чаще принимают α = 1,2—1,3);

— коэффициенты местных сопротивлений приточных, z_пр, и вытяжных, z_выт, фрамуг;

Расчет необходимого воздухообмена в рассматриваемом помещении следует провести на основе уравнений воздушного и теплового баланса:

где G_пр – массовый расход приточного воздуха, кг/ч; G_ух– массовый расход удаляемого из помещения воздуха, кг/ч; Q_изб – избыточные теплопоступления в помещение, Вт; с – удельная теплоемкость воздуха, кДж/кг·°С; t_пр и
t_ух – температура приточного и удаляемого воздуха, °С.

Решая совместно уравнения (3.27) и (3.28), получим

G_пр = G_ух = , кг/ч. (5.29)

Температура удаляемого воздуха:

где α – градиент температуры, °С/м; h_выт – высота от отметки пола до средины вытяжного проема, м.

Средняя температура воздуха в цехе:

Для расчета аэрации используются условные внешние давления на уровне середины приточных и вытяжных проемов. Принимая за уровень отсчета отметку пола цеха, эти условные давления будут равны

Расчетная разность давлений ΔР между приточными и вытяжными проемами, за счет которого будет происходить поступление наружного воздуха в помещение

Чтобы обеспечить невысокие скорости поступления наружного воздуха и устойчивость восходящих конвективных потоков, площадь приточных проемов принимают возможно большей. В приточных проемах рекомендуется расходовать от 0,1 до 0,3 расчетной разности давлений ΔР, то есть

оставшаяся часть расчетной разности давлений будет потрачена на проход воздуха через вытяжные проемы.

Давление внутри помещения

Массовая скорость воздуха , проходящего через приточные фрамуги снаружи внутрь помещения:

, кг/(м 2 ×с). (5.37)

Массовая скорость воздуха , проходящего через вытяжные проемы из помещения наружу:

, кг/(м 2 ×с). (5.38)

Площадь приточных проемов (открывающихся фрамуг):

, м 2 ; (5.39)

площадь вытяжных проемов (открывающихся фрамуг фонаря):

, м 2 . (5.40)

В переходный период года (t_н = 10°С) приточный воздух следует подавать в помещение, как и в холодный период года, не ниже 4 м от пола до низа вентиляционных проемов. Расчет аэрации для переходного периода года следует проводить в той же последовательности (формулы 5.27—5.40), принимая значения t_н, ρ_н, h_пр, z_пр соответствующими переходному периоду года.

Расчет аэрации для холодного периода года обычно не проводят. Аэрационные проемы, открываемые в этот период, расположены на тех же отметках, что и открываемые в переходный период, а их площади определяются условиями эксплуатации (часть проемов закрывают или изменяют угол открывания створок).

В отличие от дымоходов, оголовки вертикальных шахт вытяжной вентиляции всегда накрываются зонтами. Попадание осадков внутрь воздуховода нежелательно – воде некуда деваться. Суть проблемы: защитный колпак создает дополнительное аэродинамическое сопротивление воздушному потоку. Работа естественной вытяжки ухудшается, а при недостатке тяги прекращается вовсе.

Вопрос решается так: на конец трубы вместо традиционного «грибка» монтируется вентиляционный дефлектор. Установка выполняется своими руками, но сначала нужно подобрать конструкцию вытяжного устройства.

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

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.

Разновидности насадок

Сейчас можно приобрести в готовом виде либо сделать самостоятельно следующие виды колпаков – усилителей тяги:

• дефлектор ЦАГИ с расширением вентканала — диффузором;
• цилиндрический «грибок» Волпера;
• Н-образный коллектор из труб;
• колпак – флюгер (в народе — «подхалим»);
• сферическая ротационная насадка – так называемый турбодефлектор;
• статодинамическое открытое устройство типа «Astato».

Включать в список и рассматривать обычные зонтики бессмысленно – подобные изделия не улучшают тягу, лишь прикрывают срез трубы от дождя.

Устройство колпаков типа ЦАГИ

Данная конструкция разработана в период СССР профильным НИИ (научным институтом). Дефлектор состоит из таких деталей (показаны на чертеже):

• нижний стакан с диффузором (расширением) на конце;
• внешний корпус – обечайка из кровельной стали цилиндрической формы;
• крышка в виде зонта;
• стойки крепления крышки из металлических полос.

Схема работы изделия проста: ветровой обдув корпуса с любой стороны создает зону разрежения над открытым сверху диффузором. Поступающие из шахты отработанные газы увлекаются этим разрежением, выходят наружу и подхватываются ветром – срабатывает принцип эжекции.

Ниже в таблице представлены характеристики типовых дефлекторов ЦАГИ – размеры, производительность в зависимости от скорости ветрового потока.

Замечание. Производительность указана без учета сопротивления системы воздуховодов, пересекающих крышу. Реальный объем вытяжки зависит от высоты подъема трубы и перепада температур внутреннего/наружного воздуха.

Из всех статичных усилителей тяги колпак ЦАГИ признан наиболее эффективным, невзирая на почтенный возраст разработки. Плюсы конструкции:

• простота в изготовлении, установке;
• максимальная защита от попадания дождя и снега, опрокидывания тяги;
• надежность, отсутствие вращающихся деталей;
• направление ветровых потоков не играет роли;
• наименьший коэффициент сопротивления (ξ = 0.6).

Недостаток дефлектора – зависимость от скорости ветра. Если потоки движутся медленнее 2 м/с, эффективность устройства стремится к нулю. Впрочем, штиль оказывает негативное влияние на работу любой насадки, призванной усиливать естественную тягу в вентканале.

Колпак работает благодаря ветровому подпору — над срезом воздуховода возникает разрежение

Обратите внимание: в современных версиях ЦАГИ заводского изготовления предусматривается утепление нижнего стакана, если колпак крепится к крышной сэндвич-трубе. Под «грибком» мы видим юбку, хотя проходное сечение канала не уменьшается.

Статический зонт Волпера

Этот дефлектор скорее является ветрозащитным устройством, нежели усилителем природной тяги. Хотя потери давления на выходе потока насадка успешно компенсирует. Конструкция включает следующие элементы:

• нижний патрубок (стакан);
• верхний цилиндрический стакан с вогнутыми стенками;
• конусный зонт;
• соединительные полосы.

Колпак устанавливается на воздуховод круглого сечения либо прямоугольную шахту через переходник. Как работает дефлектор вентиляции Волпера:

1. Прямые ветровые потоки отражаются вверх и вниз вогнутой поверхностью верхней обечайки.
2. Струя, проходящая между зонтом и срезом стакана, создает область пониженного давления внутри корпуса.
3. Вытяжной воздух меняет направление движения – вытекает сквозь зазор под «юбкой».

Насадка уступает конструкции ЦАГИ в эффективности, зато лучше защищает воздуховод от порывов ветра. Сделать изогнутый стакан сложнее, потому домашние умельцы попросту изготавливают конус. Для повышения производительности под зонтом ставится аналогичная тарелка в зеркальном отражении, как показано на видео:

Н-образная насадка

Эта оригинальная конструкция представляет собой узел из труб в виде русской буквы «Н», вытяжка подключена к середине воображаемой перекладины. С какой бы стороны ветер ни задул в открытые трубы – сверху или снизу – более быстрый поток станет эжектировать (увлекать за собой) воздушную струю из вентиляционного стояка.

Преимущество Н-образного дефлектора – почти стопроцентная защита от задувания ветра, обратной тяги, попадания влаги и обмерзания. Указанные плюсы перечеркиваются не менее существенными минусами:

1. Проблемы с аэродинамикой — чтобы выйти на улицу, воздух преодолевает 2 поворота 90°. Потери компенсирует поток ветра, но сила тяги возрастает минимально. Отсюда низкая производительность вытяжной насадки.
2. Приспособление довольно громоздкое, поэтому крепеж на трубе затруднен.
3. Н-дефлектор не слишком красиво выглядит. Представьте ситуацию, когда на кровлю выведены 2—3 вентканала с подобными колпаками.

Колпак максимально предохраняет от задувания и опрокидывания тяги, но сам создает немалое сопротивление вытекающим газам

Дополнение. Мы пропустили 1 преимущество насадки – ее несложно собрать своими руками из готовых тройников. Применить изделие можно для вентиляции подсобных строений, например, бани или теплого сарая.

Турбодефлекторы и флюгеры

Мы объединили эти 2 разновидности насадок в один раздел из-за схожести принципа действия:

1. Сферический ротационный дефлектор с множественными полукруглыми лопастями вращается силой ветра. Над оголовком трубы (внутри шара) образуется разрежение, эффективность вытяжки возрастает.
2. Флюгер с крылом всегда поворачивается «спиной» к ветру, предотвращая задувание внутрь ствола. За корпусом насадки образуется зона пониженного давления (аэродинамическая тень), воздушная струя охотнее покидает вертикальный канал.

Опорный элемент колпака-флюгера частично перекрывает проходное сечение вентканала

По эффективности динамические колпаки выигрывают у статических, но имеют ряд особенностей эксплуатации:

• в безветренную погоду турбодефлекторы и «подхалимы» не крутятся, соответственно, тягу не улучшают;
• узел вращения – подшипник либо втулка – требует обслуживания (смазки), зимой рискует обмерзнуть;
• заклинивший флюгер может заломить резким порывом ветра;
• насадки слабо защищают от косого дождя либо снега.

Справка. Цены флюгеров и ротационных дефлекторов выше, чем статических насадок. Пример: заводской зонт ЦАГИ, сделанный по серии 5.904.51, стоит от 23 у. е., турбодефлектор – 38 у. е. Вывод: за эффективность придется доплачивать, плюс ежегодно забираться на крышу и обслуживать вентиляционный девайс.

Как работает флюгер сравнительно с открытой трубой, смотрите на видео:

Колпак принудительного действия Astato

Это единственный тип дефлектора, функционирующий при любой погоде, включая полный штиль. Насадка выполнена из двух усеченных конусов, повернутых вершинами друг к другу. Верхняя часть снабжена зонтом и осевым электровентилятором. Сбоку проем закрыт алюминиевой сеткой от птиц.

Как работает дефлектор французского бренда Astato:

1. В ветреную погоду колпак действует как статичный усилитель – проходящий между конусами поток подхватывает воздух, поднимающийся по вытяжному стволу. Вентилятор отключен.
2. Когда ветер затихает, срабатывает датчик давления – прессостат. Он подает сигнал блоку управления EOL.
3. Контроллер запускает вентилятор на нужную скорость (всего их две). Начинается принудительная вытяжка из канала.

Примечание. Порог срабатывания датчика настраивается пользователем. Cтатодинамическое устройство может работать без дорогой автоматики – от реле температуры либо включаться ручным способом.

Единственный недостаток активного дефлектора Astato – космическая по нашим меркам цена. Чтобы купить насадку минимального диаметра 160 мм, придется уплатить 1395 евро. Хотите автоматизировать работу принудительной вытяжки — добавьте сюда стоимость блока EOL – еще 1520 евро.

Какой дефлектор выбрать

Если вы хотите установить колпак – усилитель тяги с минимальными затратами и не обслуживать изделие в процессе эксплуатации, рекомендуем остановиться на статичных моделях – дефлекторе Волпера либо ЦАГИ. Последний вариант предпочтительнее для собственноручного изготовления.

Совет. Размер насадки выбирайте по диаметру вытяжного ствола. Если из дома выведена прямоугольная шахта, подбор делается по эквивалентному круглому сечению. То есть, необходимо сделать расчет поперечника канала, потом взять круг аналогичной площади. При установке используется адаптер.

Рекомендации по выбору различных дефлекторов:

1. При недостатке либо отсутствии тяги лучше ставить динамические версии колпаков – ротационный или флюгер.
2. Покупая вращающуюся насадку, не гонитесь за дешевизной. В недорогих изделиях применен открытый шарнир – обычная втулка, которая замерзнет зимой. Подбирайте флюгер или турбодефлектор с закрытым подшипником.
3. Н-образный колпак пригодится в местности с постоянными сильными ветрами. В остальных случаях лучше брать ЦАГИ.

Дефлекторы Astato приобретайте по желанию – усилитель будет работать в любых условиях. Но помните: движущиеся части насадки нужно периодически обслуживать.

Изготовление своими силами

Технологию сборки колпака предлагаем пояснить на примере насадки типа ЦАГИ. Детали вырезаются из оцинкованной стали толщиной 0.5 мм, между собой скрепляются заклепками или болтами с гайками. Конструкция вытяжного элемента представлена на чертеже.

Для изготовления понадобится обычный слесарный инструмент:

• молоток, киянка;
• ножницы по металлу;
• дрель электрическая;
• тиски;
• приспособления для разметки – чертилка, рулетка, карандаш.

Ниже в таблице указаны размеры деталей дефлектора и окончательный вес изделия.

Справка. Наиболее «ходовые» диаметры вентиляционных каналов – 100 либо 110 мм, когда вытяжка сделана пластиковой канализационной трубой.

Алгоритм сборки следующий. По разверткам вырезаем ножницами заготовки зонта, диффузора и обечайки, скрепляем между собой заклепками. Раскрой обечайки не представляет сложности, развертки диффузора и зонта показаны на чертежах.

Раскрой нижнего стакана — расширяющегося диффузора

Готовый дефлектор насаживается на оголовок, нижний патрубок стягивается хомутом. На квадратную шахту придется сделать или купить переходник, чей фланец прикрепляется к торцу трубы.

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:

1. Запрещается ставить зонты и прочие вытяжные устройства на трубы, отводящие продукты горения газовых котлов. Это требования правил безопасности.
2. Печки и твердотопливные котлы при горении выделяют сажу, оседающую на внутренних поверхностях дымоходов и колпаков. Дефлектор придется чистить, особенно крутящийся.
3. 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.