Deflektor wentylacyjny: budowa, rodzaje, zasady montażu

Prawidłowo zaprojektowany system wentylacyjny pomieszczenia to gwarancja zdrowego mikroklimatu. Jednym z priorytetowych warunków naturalnej cyrkulacji powietrza jest obecność ciągu. Do normalizacji ciśnienia często stosuje się deflektor wentylacyjny – urządzenie wzmacnia zasysanie z kanału wentylacyjnego dzięki ciśnieniu wiatru.

Pomimo prostoty konstrukcji i przystępnej ceny, taka nasada znacznie zwiększa ciąg. Jedyną trudnością – jest wybór optymalnego wariantu spośród różnorodności ofert.

Pomożemy Państwu zrozumieć to zagadnienie. W artykule przedstawiono szczegółowy przegląd urządzeń i zasad działania różnych deflektorów, podano praktyczne zalecenia dotyczące wyboru i montażu nasad.

Aby ułatwić Państwu wybór modelu i zrozumienie kolejności montażu powietrznego “pobudzacza”, przygotowaliśmy tematyczny zestaw zdjęć i filmów.

Główne zadania «nasady wentylacyjnej»

Efektywność systemu wentylacji z naturalnym pobudzaniem powietrza w dużej mierze zależy od warunków atmosferycznych. Strumienie powietrza krążą dzięki sile nośnej powstałej na skutek różnicy temperatur wewnątrz i na zewnątrz pomieszczenia.

Pracę wentylacji «koryguje» również wiatr – może on zarówno przyspieszać, jak i utrudniać naturalną wymianę powietrza.

Latem, gdy temperatura w domu i na zewnątrz się wyrównuje, różnica ciśnień i ciąg dążą do zera – wentylacja naturalna ulega zakłóceniu. Cyrkulacja powietrza maleje, a w niektórych przypadkach obserwuje się odwrócenie ciągu.

Częściowe zmniejszenie wpływu czynników pogodowych, skierowanie ich na korzyść funkcjonowania systemu wentylacyjnego i zwiększenie prędkości powietrza umożliwia montaż deflektora. Moduł, kształtem przypominający nasadę, montuje się w górnym punkcie kanału wyciągowego.

Deflektor rozwiązuje dwa podstawowe zadania:

1. Chroni szyb przed zapychaniem się śmieciami i przedostawaniem się ptaków.
2. Minimalizuje negatywny wpływ opadów atmosferycznych na urządzenia wentylacyjne.
3. Aktywuje i wzmacnia ciąg, generując i przekierowując strumienie wiatru – sprawność systemu wentylacyjnego wzrasta o 15-20%. Deflektor zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia ciągu wstecznego.

Konstrukcja parasolowa jest używana do zwiększania ciągu również w kominie. Ponadto deflektor na rurze dymowej dodatkowo pełni rolę tłumika iskier.

Nakładka wentylacyjna traci skuteczność, gdy wiatr wieje od dołu – strumień powietrza uderza w daszek i utrudnia pracę wywiewu. Rozwiązaniem problemu jest montaż deflektora z dwoma stożkami.

Schemat budowy i zasada działania deflektora

Aby uzyskać dokładne wyobrażenie o tym, czym jest deflektor i jak działa, przeanalizujemy typowy schemat jego budowy.

Główne części nasady wentylacyjnej:

1. Dyfuzor – podstawa w kształcie ściętego stożka. Dolna część cylindrycznej nasady nakładana jest na wierzchołek kanału wentylacyjnego wyprowadzonego przez dach. To właśnie w dyfuzorze następuje spowolnienie strumienia powietrza i wzrost ciśnienia.
2. Parasol – górna nasada ochronna przymocowana do dyfuzora za pomocą wsporników. Element zapobiega przedostawaniu się zanieczyszczeń do kanału wentylacyjnego.
3. Obudowa – pierścień lub płaszcz. Widoczna część deflektora połączona z dyfuzorem dwoma lub trzema wspornikami. Płaszczyzna obudowy rozcina strumień powietrza i tworzy wewnątrz cylindra obszar obniżonego ciśnienia.

W niektórych modyfikacjach zainstalowana jest siatka do zatrzymywania drobnych zanieczyszczeń. Wkład filtrujący nieco osłabia ciąg.

Konstrukcja deflektora z rurą wlotową: 1 – głowica, 2 – dyfuzor, 3 – pierścień, 4 – wsporniki-łapki, 5 – osłona, 6 – ekran stożkowy, d – średnica

Działanie wentylacyjnej nasadki opiera się na efekcie Bernoulliego – zależności między ciśnieniem a prędkością przepływu powietrza w kanale. Podczas przyspieszenia spowodowanego zwężeniem kanału wentylacyjnego ciśnienie w systemie spada, tworząc podciśnienie w rurociągu.

Zasada działania:

1. Deflektor wychwytuje wiatr.
2. Masy powietrza wpadają do dyfuzora, rozgałęziają się i powodują obniżenie ciśnienia w górnej części kanału wentylacyjnego.
3. W powstałą próżnię wdziera się zużyte powietrze z pomieszczenia.

Przy prawidłowym doborze i montażu deflektora na końcu kanału wyciągowego różnica ciśnień wzrasta, a tym samym zwiększa się intensywność wymiany powietrza.

Klasyfikacja nasad wiatrowych

Pomimo tego samego przeznaczenia, nasady wyciągowe różnią się między sobą.

Określając optymalny model urządzenia, należy ocenić:

• materiał wykonania;
• zasadę działania;
• cechy konstrukcyjne.

Materiał wykonania. W produkcji stosuje się aluminium, stal nierdzewną, stal ocynkowaną, miedź, plastik i ceramikę.

Optymalnym rozwiązaniem z punktu widzenia stosunku kosztów do jakości są wyroby stalowe i aluminiowe. Miedziane deflektory są rzadko używane ze względu na wysoką cenę.

Modele plastikowe różnią się od swoich odpowiedników niższą ceną, różnorodnością kolorów i kształtów. Wady polimerów: podatność na wysokie temperatury i ograniczona żywotność.

Symbioza wytrzymałości i walorów dekoracyjnych – kombinowane nasady z metalu pokrytego plastikiem.

Zasada działania. W zależności od cech funkcjonalnych urządzenia wentylacyjne dzieli się na 4 grupy.

Typy deflektorów:

• nasadki statyczne;
• deflektory rotacyjne;
• instalacje statyczne z wentylatorem eżektorowym;
• modele z obrotową obudową.

Do pierwszej grupy należą modele tradycyjnego typu. Deflektory statyczne charakteryzują się prostotą konstrukcji i możliwością samodzielnego montażu. Deflektory montuje się na szybach wyciągowych w mieszkaniach i przemysłowych kanałach wentylacyjnych.

Druga grupa (deflektory rotacyjne) jest wyposażona w system wirujących łopatek. Skomplikowany mechanizm składa się z aktywnej głowicy i statycznej podstawy.

Porywy wiatru wprawiają łopatkowy bęben w ruch obrotowy. Podczas pracy w wylocie szybu powstaje próżnia, która zapobiega wystąpieniu ciągu wstecznego.

Statyczny deflektor wyciągowy z wentylatorem eżektorowym – nowoczesna technologia. Na końcu kanału wentylacyjnego zamontowana jest nieruchoma osłona, a bezpośrednio pod nią wewnątrz szybu wbudowany jest niskociśnieniowy wentylator osiowy.

Budowa modelu statyczno-rotacyjnego: 1 – deflektor statyczny, 2 – wentylator, 3 – czujnik ciśnienia, 4 – kolba izolowana termicznie, 5 – kanał wentylacyjny tłumiący hałas, 6 – odpływ, 7 – sufit podwieszany

W normalnych warunkach zewnętrznych system działa jak tradycyjny deflektor statyczny. W miarę spadku ciśnienia wiatru i ciśnienia termicznego aktywuje się czujnik – włącza się wentylator osiowy, a ciąg zostaje znormalizowany.

Interesujące opracowanie warte uwagi – deflektor eżekcyjny z obrotowym korpusem. Obrotowa pokrywa jest montowana nad szybem.

Model składa się z rury poziomej i pionowej, połączonych mechanizmem przegubowym. Na górze deflektora znajduje się przegroda – wiatrowskaz.

Rura pozioma obraca się zgodnie z kierunkiem wiatru. Strumienie powietrza wpadają do wnętrza i tworzą podciśnienie – ciąg u wylotu szybu wzrasta.

Cechy konstrukcyjne. Modele o tej samej zasadzie wymuszania wentylacji naturalnej różnią się nieco budową.

Deflektory mogą być typu otwartego lub zamkniętego, kwadratowe lub okrągłe, z jednym kołpakiem lub kilkoma stożkowymi daszkami. Poniżej opisano charakterystyki najpopularniejszych i najskuteczniejszych modyfikacji.

Przegląd popularnych modeli

W praktyce dobrze sprawdzają się następujące rodzaje: deflektor Grigorowicza, Wolpera, CAGI, podwójny i H-kształtny, obrotowy wiatrowskaz typu «Saczok» lub «Kaptur».

Wybór «nasady wiatrowej» opiera się na wydajności, koszcie deflektora oraz warunkach klimatycznych w danym regionie. Niektóre modele są dostępne do samodzielnego montażu.

Rodzaj #1 — klasyczna nasada Grigorowicza

Najbardziej rozpowszechniony wariant, stosowany w systemach wentylacji i usuwania dymu. Ze względu na prostotę i dostępność deflektor Grigorowicza utrzymuje czołową pozycję wśród odpowiedników.

Urządzenie składa się z pary daszków połączonych w jeden «talerz».

Kołpak instaluje się na rurach o przekroju okrągłym lub montuje przez płytę przejściową na szyby prostokątne i kwadratowe.

Podstawowe wyposażenie: 1 – dyfuzor w postaci zwężonego stożka, 2 – daszek ochronny, 3 – kołpak zwrotny. Łączniki montażowe łączą elementy nasady.

Dzięki konstrukcji następuje podwójna eżekcja powietrza – w kierunku rozszerzonej części dyfuzora oraz w stronę kołpaka zwrotnego.

Prędkość przepływu pod dolnym stożkiem wzrasta dzięki zwężeniu przekroju kanału, w wyniku czego zwiększa się różnica ciśnień.

Rodzaj #2 — uniwersalna nasada CAGI

Czapka wentylacyjna zaprojektowana przez instytut aerohydrodynamiczny zwiększa ciąg dzięki naporowi wiatru i różnicy ciśnień na różnych wysokościach.

Nakładka została uzupełniona cylindrycznym ekranem, wewnątrz którego umieszczono prototyp tradycyjnego deflektora.

Zewnętrzna obręcz zapobiega zakłóceniu naturalnej wentylacji nawet w kanałach wentylacyjnych o dużym przekroju. Dopuszczalna średnica szybu wyciągowego – 100-1250 mm. Oznaczenia na rysunku: a – widok z góry, b – widok z boku, D – średnica, H – wysokość urządzenia.

Cechy charakterystyczne:

• dopuszczalne jest połączenie bandażowe, listwowe, kołnierzowe i nyplowe z kanałem wentylacyjnym w zależności od kształtu gardzieli szybu;
• możliwość transportu powietrza, środowiska chemicznie nieagresywnego (modele stalowe wytrzymują temperaturę do +800 °C);
• zimą na wewnętrznych ściankach cylindra może tworzyć się oblodzenie, które jest w stanie zablokować przekrój przepływu.

Deflektor jest podatny na przepływy wiatru – podczas bezwietrznej pogody stwarza opór ciągu.

Rodzaj #3 — statyczno-dynamiczna nasada Astato

Statyczno-mechaniczny deflektor – opracowanie francuskiej firmy Astato. Urządzenie wzmacnia ciąg strumienia wyciągowego systemu naturalnej wentylacji dzięki wiatrowi i wentylatorowi.

Nakładka montowana jest na domach o dowolnej liczbie kondygnacji, na budynkach rekonstruowanych i nowych.

W trybie pasywnym poziom podciśnienia generowanego przez Astato jest równy sumie ciśnienia wiatru i ciśnienia grawitacyjnego. Ta wartość odpowiada pracy statycznego deflektora.

Po włączeniu silnika elektrycznego aerodynamika kanału wentylacyjnego zostaje zachowana, stopień podciśnienia – sumaryczna wartość ciśnienia wytwarzanego przez wentylator i ciśnienia.

Charakterystyki deflektora:

1. Sposoby montażu. Połączenie nyplowe dla okrągłych kanałów wentylacyjnych, poprzez adapter – dla grupy kanałów lub szybów o przekroju prostokątnym.
2. Tryby sterowania. Dopuszczalne jest ręczne sterowanie oraz automatyczne – za pomocą czujnika ciśnienia, przekaźnika czasowego.
3. Materiał wykonania – aluminium.
4. Seria modelowa. Deflektor Astato reprezentowany jest przez sześć pozycji, nominalna średnica – 16-50 cm.

Modyfikacje serii DYN-Astato są wyposażone w dwuszybkościowy wentylator, koszt produktów – 1300-4000 j.u. w zależności od wymiarów deflektora.

Rodzaj #4 — deflektor serii DS

Statyczna nasadka DS otwartego typu zewnętrznie przypomina deflektor Astato. Lecz, w przeciwieństwie do francuskiego kolpaka, modele serii DS nie mają ruchomych części. W składzie kolpaka przewidziano trzy dyski stożkowego kształtu.

Daszki u tego typu deflektora są ścięte i umieszczone naprzeciw siebie, tworząc kanał typu dyszy Venturiego. Średnica centralnego otworu dolnego dysku odpowiada przekrojowi rury. Wsporniki utrzymują siatkę.

Największa prędkość zawirowania wiatru obserwowana jest w ściętym kanale kolpaka – nad rurą wentylacyjną. Różnica ciśnień wewnątrz deflektora i w oddali od niego powoduje dodatkowe rozrzedzenie, zwiększające ciąg.

Cechy modelu serii DS:

• deflektor jest kompatybilny z wymuszonymi środkami pobudzania wymiany powietrza – wentylatorami;
• prędkość strumienia wiatru 5-10 m/s zwiększa ciąg o 10-40 Pa – dane są aktualne przy wilgotności względnej 50°, temperaturze powietrza +25 °C i odchyleniu strumienia wiatru do 30° od płaszczyzny poziomej.

Deflektory są produkowane w 13 rozmiarach. Oznaczenie kolpaków wentylacyjnych: DS-***, gdzie *** – średnica wewnętrzna w mm. Minimalne gabaryty ma model DS-100, maksymalne – DS-900.

Rodzaj #5 — turbina rotacyjna lub turbodeflektor

Dynamiczny deflektor składa się z nieruchomej podstawy i obracającej się głowicy turbinowej.

Elementy kulistego kolpaka wykonane są z lekkiego, cienkiego metalu, co pozwala bębnowi z łopatkami włączyć się do pracy przy niewielkim wietrze – od 0,5 m/s.

Głowica obraca się w jedną stronę wektora wiatru. Pod kolpakiem obserwuje się «częściową próżnię» — powietrze na szczycie kanału wentylacyjnego rozrzedza się, prawdopodobieństwo przewrócenia wentylacji jest minimalizowane (+)

Zalety turbodeflektora:

• efektywność pracy 2-4 razy przewyższa wskaźniki modeli statycznych;
• ochrona pomieszczenia przed przegrzaniem latem i obniżenie kosztów klimatyzacji w upale;
• estetyczny wygląd – głowica deflektora wykonana jest w formie eleganckiego kulistego kolpaka;
• zapobieganie powstawaniu kondensatu wewnątrz dachu dzięki obniżeniu temperatury w gorącą pogodę;
• ekonomiczność pracy – aktywny deflektor funkcjonuje bez energii elektrycznej.

Turbodeflektor wyciąga z szybu nadmiar ciepła, wilgoć, pył, opary i szkodliwe gazy z budynku i przestrzeni poddasza, tym samym zwiększając okres eksploatacji elementów konstrukcyjnych domu.

Wadą aktywnego deflektora – zerowa wydajność przy bezwietrznej pogodzie.

Oznaczenie produktów Aerotek przedstawiane jest jako TV-160 itd. Indeks cyfrowy oznacza średnicę przekroju nieruchomej podstawy nasady.

Dysze dynamiczne są produkowane w szerokim asortymencie. Popularnością cieszą się produkty firm: Aerotek (Rosja), Turbovent (Ukraina), Rotowent (Polska) i Turbomaks (Białoruś).

Rodzaj #6 — obrotowa chorągiewka typu «kaptur»

Obrotowa nasada typu «kaptur» lub «siatka» – półokrągły obrotowy łapacz strumienia powietrza, zamocowany na trzpieniu.

Jego wygięte daszki są połączone z zespołem łożyskowym. Na górze korpusu znajduje się wiatrowskaz, umożliwiający konstrukcji podążanie za kierunkiem wiatru.

Schemat urządzenia: 1 – korpus roboczy, 2 – nasady-deflektory, 3 – pręt obrotowy, 4 – łożyska, 5 – szczelna osłona, 6 – pierścień montażowy, 7 – wiatrowskaz.

Zasada działania wentylacyjnego «kaptura»:

1. Pod naporem wiatru wiatrowskaz obraca się, ustawiając się wzdłuż linii strumienia powietrza.
2. Strugi powietrza przechodzą przez przestrzeń między wygiętymi daszkami.
3. Strumienie zmieniają wektor i kierują się ku górze.
4. W tej strefie, zgodnie z postulatami aerodynamiki, prędkość przepływu powietrza wzrasta, a ciśnienie spada – powstaje głębokie podciśnienie.
5. Ciąg z szybu wentylacyjnego wzrasta, zapewniając dodatkowe odsysanie zużytego powietrza.

Wiatrowskaz-deflektor jest trudniejszy do samodzielnego wykonania niż modele statyczne. Osłona jest sprawna przy obciążeniu wiatrem do 0,8 kPa (nie więcej niż 800 kgf/m²).

Rodzaj #7 — moduł typu H

Deflektor w kształcie litery H montowany jest głównie w zakładach produkcyjnych. Jego zadaniem jest wzmocnienie ciągu w rurze wentylacyjnej i dymowej.

Wiatr wpada do pionowych przegród modułu i wysysa zużyte powietrze przez poziome kanały deflektora, zwiększając w ten sposób ciąg w przewodzie.

Konstrukcja nie wymaga stosowania daszka, ponieważ górna część przewodu wentylacyjnego jest chroniona elementem poziomym.

Główną zaletą nasady H-kształtnej jest jej działanie przy silnych podmuchach wiatru. Deflektor może wykorzystywać siłę strumieni wiatru skierowanych od dołu do góry.

Niuanse montażu nasad wiatrowych

Podczas montażu deflektora należy kierować się normami SNiP.

Główną uwagę zwraca się na wysokość rury wentylacyjnej i nasady:

• od 500 mm nad attyką/kalenicą dachu, jeśli przewód wentylacyjny znajduje się w odległości 1,5 m lub mniej od szczytu dachu;
• na równi z kalenicą lub wyżej, jeśli odległość od kanału wentylacyjnego do attyki wynosi 1,5-3 m;
• nie niżej niż linia odchylenia poprowadzona pod kątem 10° od kalenicy w dół, pod warunkiem że odległość rury wynosi więcej niż 3 m.

Na płaskim dachu deflektor montuje się na wysokości 50 cm i wyżej.

Przy umieszczaniu szybu wentylacyjnego obok komina należy zachować jednakową wysokość przewodów. Jeśli zaniedba się tego wymogu, dym z pieca może przedostawać się do pomieszczenia.

Dodatkowe szczegóły montażu:

• niedopuszczalny jest montaż w obszarze cienia aerodynamicznego sąsiednich budynków;
• deflektor umieszcza się w strefie swobodnego przepływu powietrza, optymalnie, jeśli nasada jest najwyższą częścią dachu.

Montaż nasady o przekroju okrągłym na kwadratowym przewodzie wentylacyjnym odbywa się za pomocą przejściówki.

Wymagania i metoda montażu deflektora na kominie kotła zostały opisane w tym artykule.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Porównanie parametrów turbiny obrotowej i modelu CAGI:

Zasada działania obrotowego wiatrowskazu-deflektora:

Technologia montażu turbodeflektora na płaski dach:

Tak proste urządzenie, jak deflektor, może rozwiązać powszechny problem wentylacji naturalnej – niewystarczający ciąg wyciągowy.

Oprócz zwiększenia wydajności cyrkulacji powietrza, nasada pełni rolę ochronną, zapobiegając zatykaniu kanału wentylacyjnego przez zanieczyszczenia.

Czy mają Państwo doświadczenie w montażu i eksploatacji deflektora wentylacyjnego? Albo pozostały pytania na ten temat? Proszę podzielić się swoją opinią i zostawić komentarze. Pole do informacji zwrotnej znajduje się poniżej.