Vše začalo v říjnu 2009. James Dyson, známý především svými bezsáčkovými vysavači, představil nový přístroj: Dyson Air Multiplier. Na první pohled vypadá jako levný prsten. Nízká kulatá trubka na dně. Nejsou žádné čepele. Nechybí ochranná mřížka. Pouze hladký plast.
Vypadalo to, jako by to byla jen návnada. To je trik pro inženýry s penězi. Ale není tomu tak.
Dyson se tam nezastavil. Sortiment se rozšířil. Nyní máte čističku vody. Zvlhčovač. Ohřívač. Všechny používají stejnou technologii „bez čepele“. Čistí vzduch. Zvlhčuje vás. Udržujte svůj obývací pokoj v zimě v teple. Když se podíváte pozorně, všimnete si, že se nic nehýbe. Žádné rotující nože. Žádné chrastící buňky.
Jak se z toho tedy cítíte?
Otevřete to. Postavte se prosím před něj. Vzduch dopadá na tvůj obličej. Stabilní. Komfortní. Tohle by nemělo fungovat. Fyzika říká něco jiného.
Tohle je realita. Kouzlo se děje níže.
Skrytá síla motorů a indukce
Odstraňte estetiku a najdete bezkomutátorový motor. Skryté uvnitř základny. Nemůžeš ho vidět. Nemůžeš se toho dotknout. Ale bude pracovat, jak jen může.
Motor nasává vzduch a tlačí ho do duté pneumatiky. Uvnitř tohoto potrubí proudí vzduch. Pak spadne do úzké díry. Malý otvor. Je široký asi 1 mm, možná i méně.
Vzduch z mezery uniká vysokou rychlostí.
To je zajímavé z vědeckého hlediska. Vzduch z otvorů prostě nevychází. Jde o to, co bude dál.
Coanda efekt. Toto je slovo. Vzduch pohybující se mezerou vysokou rychlostí se přilepí na zakřivený povrch trubky. Pohybuje se po zatáčce a vtahuje okolní vzduch. Umožňuje, aby se do okruhu dostalo více vzduchu.
Vzduch uniká z otvoru za pneumatikou. Vytváří se oblast nízkého tlaku. Tato oblast nasává „více“ vzduchu ze zadní části zařízení.
Výsledek?
Dyson Air Multiplier zvyšuje průtok vzduchu. Jedna jednotka vzduchu vstupující do základny se může od přední části vzdálit nejméně o 10 jednotek vzduchu. Není to magie. To je hydrodynamika. Ale přesně tak to funguje.
Proč je důležitý stabilní vzduch
Běžné ventilátory mají lopatky. Ostré hrany. Rotující kov nebo plast. Pokaždé, když čepel prořízne vzduch, vytvoří se turbulence. Vichřice. Dojde k výbuchu.
Znáš to. Je to nerovnoměrné. Zasáhne vás, zastaví a znovu zasáhne.
Systémy Dyson nemají lopatky. Bez přerušení. Vzduch je odváděn jako rovná, souvislá vrstva. Toto je laminární proudění.
“Tato zařízení vytvářejí konzistentnější vítr než standardní lopatkové ventilátory.”
Žádné mluvení. Nejsou žádné poryvy větru. Je to jen neustálý tok. Pro některé je to nepříjemné. Pro ostatní je to jediný efekt.
Ztišilo se to? Někdy. Motor nadále hučí. Ale neuslyšíte „šustění“ lopatek prořezávajících vzduch. Je to jiný zvuk. Nízký dosah.
Stalo se to krásnějším? Není nutné
Pojďme pochopit terminologii. Nazvat ventilátor Dyson Air Multiplier „bezlopatkovým ventilátorem“ je technicky nesprávné. Čepele jsou přítomny, ale jsou skryty uvnitř základní jednotky. Na základně je elektromotor, který využívá devět asymetrických lopatek. Tyto rotory vtahují vzduch do jednotky a Dyson říká, že nejnovější model je schopen pohybovat více než 77 galonů vzduchu za sekundu.
Ale kouzlo nespočívá jen v odsávání. To se stane poté, co vzduch vstoupí do základny.
Proud vzduchu je směrován do zadní části zařízení. Pro ty, kteří se zajímají o to, jak ventilátor Dyson Air Multiplier funguje, je otázka jednoduchá: jak zařízení zvyšuje výkon proudění vzduchu?
Odpověď najdeme v hydrodynamice. Vzduch je plyn, ale plyny se při pohybu řídí stejnými fyzikálními zákony jako kapaliny. Tlak klesá, když je vzduch vytlačován úzkou mezerou v prstencové skříni do přední části ventilátoru. To nasává vzduch do potrubí ze zadní části ventilátoru.
Tento jev se nazývá indukce.
Vysokorychlostní proud vzduchu tlačí vzduch ven a vzduch za ventilátorem je vtahován dovnitř, aby vyplnil mezeru. Současně se vzduch kolem okraje ventilátoru začne pohybovat ve směru proudění. Toto se nazývá enTRAINMENT (utahování).
Dyson tvrdí, že kombinací indukce a tahu ventilátor vytvoří 15x více vzduchu, než dokáže nasát motor.
Proč bylo nutné změnit design?
Je tu však jeden problém. Produkty první generace mají jednu konkrétní technickou bariéru, která dosud nebyla zcela vyřešena. To nemá nic společného s prouděním vzduchu nebo účinností chlazení. Bylo to o zvuku.
Generování tak vysokého výkonu vyžaduje turbulentní pohyb vzduchu, který způsobuje hluk. Když spotřebitelé začali používat tato zařízení v ložnicích a tichých kancelářích, akustický komfort se stal problémem. Dyson si uvědomil, že původní design upřednostňoval přidání maximálního objemu vzduchu na úkor pohodlných úrovní decibelů.
Tato potřeba vyžadovala redesign. Když Dyson vydal druhou generaci ventilátoru Air Multiplier, nevylepšili jen vzhled. Přepracovali vnitřní dráhu proudění vzduchu, aby regulovali turbulence. Cílem bylo výrazně snížit mechanické bručení a syčení charakteristické pro původní model při zachování efektu 15x zesílení. Výsledkem je tišší provoz, aniž by byl ohrožen základní příslib bezlopatkové konstrukce.
Původní Dyson Air Multiplier vypadal jako scéna ze sci-fi filmu, ale zněl jako proudový motor připravený ke startu. Byla hlučná. Dyson si uvědomil, že to je pro prémiové vybavení nepřijatelné, a tak se rozhodl problém s hlukem opravit ve druhé generaci zařízení.
Nebyl to snadný úkol renovace. Společnost investovala více než 60 milionů dolarů do výzkumu. Pro tento úkol bylo vybráno 65 inženýrů. Tým vytvořil 640 prototypů. Byly přihlášeny stovky patentů. Cíl byl jednoduchý, ale náročný: pochopit, jak se vzduch pohybuje uvnitř ventilátoru a jak tento pohyb vytváří zvuk.
Zvuková vizualizace
Hluk je způsoben turbulencí. V první verzi se vzduch nasávaný zespodu chaoticky odrážel zpět. Tento chaos vytvořil hluk. Aby inženýři našli přesný zdroj problému, nainstalovali ventilátor do zvukotěsné místnosti. Deset mikrofonů zachytilo každý zvuk a brum.
Nejen poslouchali. Představili si problém. Vytvořili průsvitné prototypy. Zařízením procházeli ultrafialovým barvivem a kouřem. Vysokorychlostní kamery zaznamenávaly video snímek po snímku. To identifikovalo místa, kde by se mohl hromadit vzduch a vytvářet chaos.
Data ukazují, že nekontrolovaný pohyb vzduchu je nepřítelem ticha.
Řešení pomocí Helmholtzových rezonátorů
Inženýři vyřešili problém turbulence integrací Helmholtzových rezonátorů do ventilátoru.
Pokud jste někdy drželi mušli u ucha nebo foukali na horní část skleněné láhve, pravděpodobně jste tento efekt slyšeli. Zvuk se odráží nebo klouže podél pevných povrchů v dutině. Výrobci automobilů používají tyto principy ke snížení hluku ve výfukových systémech. Dyson začlenil tento koncept do svého stolního ventilátoru.
Helmholtzovy rezonátory přirozeně produkují hluk. Pokud však pochopíte, jak fungují, lze hluk ovládat. Přidáním určitých dutin na dno inženýři zvýšili tlak vzduchu. Tyto dutiny začaly fungovat jako tlumiče.
Nastavili kameru tak, aby tlumila zvuky kolem 1000 Hertzů. Toto je frekvenční rozsah, který lidem nejvíce vadí. Jde o ostré, vysokofrekvenční skřípání, které vám leze na nervy.
Významné výsledky
Investice se vyplatila. Dyson tvrdí, že ventilátory druhé generace jsou o 75 % tišší než ventilátory první generace.
Díky vylepšenému proudění vzduchu nemusel motor tolik pracovat. Vzduch procházel celým zařízením plynuleji. Dyson tedy zmenšil velikost motoru. Nová verze spotřebuje o 40 % méně energie.
Tento ventilátor získal v roce 2014 ocenění Quiet Mark od společnosti Noise Abatement Society. Toto ocenění oceňuje produkty, které snižují zbytečné znečištění hlukem. Je to čestný odznak pro inženýry, kterým záleží nejen na tom, jak jejich auta vypadají, ale také jak znějí.
Kromě chlazení vzduchem
Dyson Cool byl původně jen ventilátor. Pohyboval vzduchem jako běžný ventilátor. Společnost však od té doby rozšířila svou řadu zesilovačů proudění vzduchu o pokročilejší modely. Nyní si můžete pořídit přístroje s funkcemi zvlhčování, čištění a chlazení. Nebo ty, které ohřívají, čistí a ochlazují vzduch. Už to není jen o větru.
Mnoho novějších modelů má v základně HEPA filtry. Dyson tvrdí, že zachycují 99,95 % znečišťujících látek. Patří mezi ně jemný prach, alergeny a formaldehyd. Výsledek? Odcházející vzduch je údajně o 50 % čistší než vzduch přicházející. Už to není jen o pohybu zatuchlého vzduchu. On to čistí.
Jelikož žijeme ve 21. století, lze tato zařízení dobře integrovat do našich digitálních životů. Většina z nich se připojuje k vaší domácí Wi-Fi síti. Mnoho lidí pracuje s hlasovými asistenty. Pomocí telefonu nebo hlasu můžete ovládat průtok, ohřev nebo filtraci.
Náklady na inovace
Všechny tyto technologie nejsou levné. Ceny začínají na zhruba 400 dolarech za základní ventilátor a čističku vzduchu. Přidat funkci topení? Hydratace? Připravte se na výrazné zdražení. Některé plně funkční modely stojí téměř 1000 $.
stojí to za to? Záleží na vašich potřebách. Pokud potřebujete pouze proudění vzduchu bez dalšího čištění, standardní věžový ventilátor Dyson Cool (AM07) je vaší nejlepší volbou. Přeskočte filtr a ušetřete stovky dolarů. Ale pokud chcete odstranit formaldehyd ze svého obývacího pokoje, když spíte, je to něco, co musíte zaplatit.
Mohou ventilátory Dyson skutečně chladit vzduch?
Pojďme si vyjasnit některé běžné mylné představy. Ventilátory Dyson nejsou klimatizace. Nesnižují teplotu v místnosti. Neodstraňují teplo ze vzduchu.
Místo toho vytvářejí stabilní, hladké a vylepšené proudění vzduchu. To umožňuje rychlejší odvod tepla z pokožky. Výsledkem je pocit chladu. Jedná se v podstatě o efekt chlazení větrem. Dyson vám však klimatizaci nevymění. V horkém počasí poskytuje větší komfort, ale samotná teplota místnosti se nemění.
Energetická účinnost a bezpečnost
Jednou z výhod zařízení pro zlepšení proudění vzduchu je jejich účinnost. Tyto ventilátory spotřebovávají velmi málo energie. Nezvýší vaše účty za energie jako starý ventilátor nebo běžící klimatizace.
Nechybí ani bezpečnostní faktor. Kvalitní bezlopatkové ventilátory jsou tišší, výkonnější a bezpečnější. Nejsou zde žádné rotující čepele, do kterých byste mohli strčit prsty. Jednoduše elegantní, moderní kousek do vašeho obývacího pokoje. Vypadá dobře. Funguje tiše. funguje.
Jak to opravdu funguje
“Bladeless” je trochu nesprávné označení. Uvnitř jsou čepele. Jsou jednoduše schované v podstavci.
Motor otáčí asymetricky umístěnými lopatkami uvnitř podstavce. To nasává vzduch. Vzduch se poté pohybuje nahoru dutým kanálem ve sloupku a do prstence. Prsten funguje jako odrazový můstek. Vzduch proudí podél zakřiveného povrchu vnitřku prstence. Vychází skrz štěrbiny na zadní straně tuby.
Tento design využívá Coanda efekt. Pohyb vzduchu také nasává okolní vzduch, což zvyšuje proudění vzduchu. To je aerodynamika s uzavřenou smyčkou.
Jaký je nejlepší bezlopatkový ventilátor Dyson?
Pokud je nutné čištění, vyberte model s HEPA filtrem. Pokud potřebujete vytápění, věnujte pozornost řadě Hot+Cool. Pokud potřebujete pouze pohyb vzduchu, AM07 je nejekonomičtější varianta.
Technologie je úžasná. Je velmi stylová. Je inovativní. Když se to poprvé objevilo, blogosféra byla potěšena. Nyní je to jen další zařízení. Ale je tu něco lepšího.
Nikdo neví, co nás čeká v budoucnosti. Možná nakonec přestaneme používat ventilátory úplně. Nebo možná budete přidávat filtry. Dyson Air Multiplier zatím zaujímá mezipolohu. Chladí. Čistí. Zahřívá se. Stavová věc.
