Меню

Max мощностью всасывания пылесосов



Мощность всасывания: что это такое и как будем измерять

Мощность всасывания

Содержание:

  • Определение
  • Описание методики
  • Пример
  • Выводы

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

Получаем, что при прочих равных условиях эффективность уборки определяется потоком воздуха и создаваемым при этом разрежением. Произведение этих двух величин и является мощностью всасывания. Обычно ее измеряют в ваттах. Считается, что для пылесосов с вертикальной компоновкой достаточно иметь мощность всасывания в 100 Вт, а для напольных пылесосов — 200 Вт. Производители и, например, организация ASTM International , занимающаяся разработкой стандартов, предлагают свои формулы для расчета так называемых «воздушных ваттов» (airwatt) с использованием воздушного потока и разрежения, выраженных в различных единицах измерения. Мы будем придерживаться Международной системы единиц и рассчитывать мощность всасывания в ваттах:

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

Согласно нашей методике, величина воздушного потока определяется с помощью ручного крыльчатого анемометра. Данный прибор позволяет определять скорость воздушного потока в м/с. Умножив ее на сечение воздуховода в м 2 , мы получим поток в м 3 /с. В данном случае оказалось возможным пустить весь поток через рабочее сечение анемометра. Диаметр сечения равен 62 мм, что дает площадь примерно 3,02×10 -3 м 2 .

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:

Мощность всасывания, стенд

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.

Читайте также:  Как посчитать расход электроэнергии зная мощность электроприбора

Пример

Пробное тестирование мы провели с нашим офисным пылесосом. Пылесос старый, побывавший в передрягах, поэтому гибкий рукав чинен в нескольких местах, мешок для пыли совместимый, а не оригинальный, и выходной фильтр HEPA не установлен, так как он безвозвратно утратил свои функции. Модель пылесоса — LG VC3728SQ , заявленная потребляемая мощность — 1800 Вт, а мощность всасывания — 400 Вт. Показания приборов на фотографии выше (задвижка открыта): скорость потока 16,87 м/с (и температура 22,9°С), давление −4,36 кПа, напряжение в сети 216,6 В, сила тока 6,16 А, потребляемая от сети мощность 1303 Вт. В данном случае мощность всасывания равна:

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):

Зависимость потока воздуха от разрежения

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:

Зависимость 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.

Читайте также:  Установленная мощность электродвигателя формула

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:

Зависимость потребляемой от электросети мощности от 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:

Зависимость КПД от 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.

Источник

Какова мощность всасывания домашнего пылесоса?

Во время приобретения пылесоса каждый желает, чтобы он качественно справлялся со своей основной задачей – хорошей уборкой. Естественно, потребитель выбирает устройство под свои задачи. Одним из основных критериев выбора является мощность всасывания пылесоса. Так какой же она должна быть? Рассмотрим подробнее.

Относительно этого параметра, производительность бывает:

  • потребляемая:
  • полезная (всасывания).

Потребляемая электроэнергия

Потребляемая мощность пылесосов колеблется в районе 1500-3000 Ватт. Этот показатель говорит о том, сколько устройство расходует электрической энергии. Многие думают, что именно эта характеристика определяет качество уборки, но нет.

Эффективность очистки зависит от множества параметров, поэтому совершенно необязательно, что два аппарата будут одинаково справляться со своими обязанностями.

У рынка пылесосов есть маркетинговый секрет, который знают далеко не все. На корпусе агрегата упоминается именно потребляемая мощность, так как этот параметр намного респектабельней смотрится. Информация о мощности всасывания может быть упомянута исключительно в документации к устройству.

Потребляемая мощность пылесоса

Таким образом, чем ниже показатель потребляемой электроэнергии, тем экономичнее эксплуатация устройства. Поэтому для частой уборки больших пространств лучше всего выбирать пылесос с наименьшим показателем.

Мощность всасывания

Если рассматривать устройства по мощности всасывания, то этот показатель колеблется в районе 250-480 Вт. И чем интенсивней будет всасываться воздух, тем лучше будет удаляться пыль. Этот параметр всегда ниже потребляемой энергии. Главное, учитывать свои задачи: для маленького помещения достаточно – 250-320 Вт, а для большого с сильной запыленностью – до 480 Вт. Но стоит понимать, что работа на максимальных возможностях быстро снижает эксплуатационный срок аппарата.

Даже самый мощный агрегат находится в прямой зависимости от нескольких факторов, которые влияют на его всасывание:

  1. Конструкция устройства. Пылесосы с мешком, емкостью для воды или аквафильтром, будут иметь совершенно разные показатели всасывания, даже при одинаковом потреблении энергии.
  2. Виды фильтров и их количество. Качественные фильтры HEPA также будут немного снижать производительность. Причем это закономерно из-за сопротивления среды.
  3. Качество сборки устройства. Производительность будет выше, если все детали будут качественно сделаны, подогнаны и закреплены. В этом случае, европейские производители обходят своих азиатских конкурентов.
Читайте также:  Минимальная мощность асинхронного двигателя

Мощность всасывания также разделяется на: среднеэффективную и максимальную. Аппарат, показавший лучшие результаты в ходе испытания, доказал, что ориентироваться необходимо на первую величину. Это обусловлено тем, что максимальная производительность допустима исключительно в идеальных условиях, которая исчезает уже после нескольких секунд работы.

Мощность всасывания пылесоса

Средняя производительность описывает работу агрегата за все время его применения. Этот показатель также уменьшается по ходу заполнения емкости, зачастую он ниже максимальной мощности на треть.

Для того чтобы идеально подобрать агрегат под уборку помещения, лучше всего выбирать пылесос с возможностью регулировки мощности.

Регуляторы бывают двух типов:

  • цифровые;
  • механические.

У мощных пылесосов с цифровыми регуляторами стоимость намного выше.

Определяем производительность

Итак, чтобы мощный пылесос был действительно эффективен, необходимо уметь пользоваться этой мощностью:

  1. 350 Ватт – прекрасно подойдет для плитки, паркетной доски, линолеума. Если в помещении нет ковров, то подойдет маломощный всасывающий аппарат.
  2. 400 Ватт – с легкостью справится с чисткой ковролина и с шерстью домашних животных;
  3. 450 Ватт – подойдет для чистки ковров с длинным ворсом и других подобных покрытий.

Во время выбора пылесоса в магазине продавец может показать вам некоторые варианты вертикальных пылесосов, но стоит знать, что они имеют очень низкую мощность, несмотря на то, что очень удобны. Роботы-пылесосы тоже не в состоянии показать высокую эффективность из-за низкой мощности и скромных характеристик.

Чистка ковра

Как же сделать выбор?

Если вам известно, с чем должен справляться ваш пылесос, то можно с легкостью подобрать нужный вариант. Чем больше предполагаемая площадь обработки и выше уровень загрязнения, тем мощнее должен быть аппарат. При наличии достаточных финансовых средств, необходимо выбирать более современный прибор с цифровым регулятором мощности.

Высокая стоимость обусловлена тем, что каждый производитель, который ставит на свой пылесос изначально мощный силовой агрегат, обязательно комплектует его и качественными аксессуарами.

Помимо всего прочего, необходимо отдавать предпочтение известным производителям, которые уже не первый год поставляют на рынок разную технику. Их оборудование оснащено надежными силовыми агрегатами, которые имеют высокий уровень КПД и продолжительный эксплуатационный срок. Так, например, при КПД равном 35% и мощности всасывания в 450 Вт, необходимая для работы мощность будет в пределах 285 Вт. Причем, это то количество электричества, необходимое для силового агрегата, что будет работать в холостом режиме. Для определения точной потребляемой мощности, нужно данный показатель увеличивать вдвое. Также стоит учитывать типы фильтрации, а также то, какой еще полезной функцией, влияющей на мощность, оснащен пылесос.

Исходя из всего вышесказанного, мы имеем следующий принцип подбора пылесоса. В том случае, если вам требуется работать с сильными загрязнениями в больших помещениях, то мощность потребления электроэнергии должна начинаться от 2000 Вт. Зная подобные нюансы, вы можете подобрать для себя подходящий агрегат, даже не зная его основной характеристики — мощности всасывания.

Источник