Пылесос собаке друг
Пылесос Dyson с новой технологией Cynetic привлек к себе внимание с момента своего первого появления на российском рынке (см. Dyson Cinetic: новая технология борьбы с пылью).. Еще бы: ведь, по заявлению производителя, циклоны системы Cinetic™ настолько эффективны, что обслуживание фильтров в этих пылесосах вообще не требуется – их не нужно ни мыть, ни менять. Кроме того, как и все остальные циклонические пылесосы Dyson, они не теряют мощность всасывания в процессе эксплуатации.
И вот в нашем распоряжении оказалась модель Dyson DC52 animal, само название которой указывает на готовность к уборке самого сложного мусора – шерсти домашних питомцев. Давайте познакомимся с этим прибором.
Пылесос DC52 animal с системой циклонов Dyson Cinetic™
Вооружен для борьбы с пылью
Уже внешний вид пылесоса говорит о том, что над этим аппаратом поработал изощренный инженерный ум. Кстати, так оно и есть: на разработку технологии Dyson Cinetic™ ушло почти шесть лет интенсивных исследований. За это время группа из 29 инженеров компании создала около 2000 прототипов.
Двухъярусная система из 36 наружных циклонов (всего же их в пылесосе 54)
Нажимные клавиши ВКЛ/ВЫКЛ (справа) и сматывания электрического шнура
Ролики, на которых катится пылесос, на первый взгляд не отчаются высокой проходимостью, и кажется, что он должен вязнуть в глубоком ворсе ковра. Ничего подобного! Расположенные по бокам корпуса полусферы тоже вращаются, и на подобном «бездорожье» берут на себя функции колес.
Корпус пылесоса выполнен в форме шара (технология Dyson Ball™), в основании которого находится самый тяжелый компонент – двигатель. За счет этого прибор имеет низкий центр тяжести, и поэтому устойчив при перемещении.
Круглая кнопка служит для «отстреливания» контейнера
После нажатия на круглую кнопку, находящуюся рядом с клавишей ВКЛ/ВЫКЛ, контейнер с блоком циклонов отделяется от основания
Красный рычаг с кнопкой – это толкатель крышки контейнера
Заглядываем в контейнер, чтобы увидеть подвижные наконечники циклонов. При работе пылесоса они вибрируют с высокой частотой, чтобы предотвратить засорение циклонов.
Система гибких наконечников – это уникальная разработка Dyson. Перед инженерами компании стояла задача – серьезно продвинуться в плане эффективности циклонической фильтрации, что позволило бы отказаться от предмоторного фильтра. Годы исследований показали, что этой цели можно достичь путем уменьшения циклонов и увеличения их количества.
Эволюция циклонической технологии Dyson: 1995 – технология Dual Cyclone, 2002 – технология Root Cyclone, 2008 – технология Root Cyclone с дополнительным уровнем фильтрации, 2012 – технология Radial Root Cyclone, 2013 – технология Dyson Cynetic
С одной стороны, в маленьком циклоне центробежные силы намного выше, чем в большом, но при уменьшении размера циклона возрастает риск засорения его кончика. Чтобы исключить это засорение, были созданы наконечники из специального гибкого, упругого и при этом прочного материала. Вращающийся воздушный поток заставляет их вибрировать, благодаря чему пыль не прилипает к циклонам, и они не засоряются. Инженеры компании испытали более 50 различных материалов: ведь если материал будет слишком жестким, то наконечники не смогут интенсивно вибрировать, а если слишком мягкими, то мощный воздушный поток их деформирует, и доступ пыли к контейнеру будет заблокирован. В итоге было найдено оптимальное решение.
Разъем для подсоединения гофрированного шланга находится под контейнером
Боевой арсенал пылесоса: шесть насадок различного назначения
Интересный аксессуар пылесоса – мини-турбощетка Tangle Free с защитой от спутывания волос. Две овальные пластины со щетинками, вращающиеся в противоположном друг другу направлении, эффективно удаляют волосы и грязь без спутывания.
Прибор имеет удобную рукоятку с курком, предназначенным для понижения мощности всасывания (например, если в насадку втянуло ткань шторы).
В гостях у Виктории
Пора применить в деле эти орудия уборки! Мы отправляемся в гости к нашим друзьям, в квартире которых обитает очаровательный лабрадор Виктория (между прочим, ее полное имя по собачьему паспорту – Виктория, королева сердец).
Виктория может гордиться своей красивой шерстью…
…но сколько же ее остается на коврах!
Вручаем пылесос хозяйке квартиры и начинаем наступление на пыль, грязь и шерсть
Наше главное орудие – турбощетка с комбинированной щетиной
Один ряд щетинок турбощетки выполнен из углеродного волокна и служит для удаления мелкой пыли с твердых поверхностей. Другой ряд – из нейлона, чтобы очищать ковры от въевшейся грязи, волос и шерсти животных. Как и в других элементах конструкции пылесоса, в турбощетке использован прозрачный поликарбонат – легкий и прочный материал, используемый для изготовления автомобильных фары и бронещитов для полицейских.
Шерсть быстро перекочевывает с ковра в контейнер. Кажется, небольшой перебор: мы превысили максимальный уровень, обозначенный красной чертой.
Зрелище не для слабонервных: открытый контейнер с пылью
Это только кажется, что красная черта отделяет лишь небольшую нижнюю часть контейнера: поверьте, пыли в этом объеме собирается очень много!
Теперь наконечники циклонов выглядят совсем по-другому
Мы видим пыль, осевшую на внутренней поверхности пылесоса. Это мельчайшие частицы, которые отфильтрованы циклонами, а оседают они за счет статического электрического заряда, который приобретают при трении о пластиковые детали циклона. Производитель рекомендует не обращать внимания на этот налет и не пытаться очистить циклоны, поскольку эта пыль находится внутри циклона и не может выйти наружу, обратно в помещение. Согласно инструкции по эксплуатации циклоны мыть нельзя. Можно мыть только прозрачный контейнер.
Удивительное дело: на турбощетку совершенно не намотались волосы! Мы ожидали, что ее придется очищать (в инструкции к пылесосу указано, как для этого извлечь валик), но этого не потребовалось.
Во время уборки пылесос послушно следовал за хозяйкой, не цепляясь за углы или складки ковра. Оригинальная система рулевого управления позволяет прибору разворачиваться практически на месте и легко маневрировать по квартире.
А что же наша Виктория? Поначалу она отнеслась к незнакомцу настороженно…
…но у собак все сомнения разрешаются с помощью носа. Никаких неприятных запахов обнаружено не было.
Уборка еще далеко не закончена, а Вика уже подружилась с пылесосом
Заметим, что работающий пылесос Dyson не вызвал у собаки никаких негативных эмоций. И это при том, что, по словам хозяев, раньше она всегда пугалась, когда в доме включали пылесос. Во-первых, DC52 работает довольно тихо (все основные компоненты расположены внутри звукоизолированного шара), а во-вторых, в спектре шума не было никаких неприятных частот – завывания или свиста. Ну, а раз у Вики не возникло никаких разногласий с новинкой, работа пошла полным ходом. Не прошло и часа, как, к радости хозяев, все ковры в квартире были избавлены от собачьей шерсти.
Пылесос в домашней лаборатории
После «выездной уборки» мы вернулись домой и приступили к следующим тестам. В целом мы следовали той же методике, что и при тестировании пылесоса Dyson DC62 (см. Dyson DC62: испытания в домашней лаборатории ). Однако на этот раз наш приборный парк пополнился еще одним устройством – измерителем мощности EG-M1. Этот счетчик энергии включается в электрическую розетку, а уже в него – тот прибор, мощность которого нужно измерить.
Измеритель мощности EG-M1
Поскольку, в отличие от DC62, данная модель пылесоса питается не от аккумуляторной батареи, а от сети, мы решили замерить величину мощности, потребляемой пылесосом. Тем более, что именно эта величина фигурирует в новой наклейке энергоэффективности, которая вводится в Евросоюзе для пылесосов с сентября этого года.
Рисунок из международного стандарта IEC 60312-1 «Пылесосы бытовые. Часть 1: пылесосы для сухой уборки – методы измерения характеристик»:
q – расход воздуха (литры в секунду);
h – разрежение (килопаскали);
P1 – потребляемая мощность (ватты);
P2 – мощность всасывания (ватты);
η – КПД (отношение мощности всасывания к потребляемой мощности, %%).
Пылесос подключен к сети через измеритель мощности EG-M1. Не подсоединены ни шланг, ни насадки. Потребляемая мощность – 1342 Вт, указанная производителем – 1300 Вт.
Поясним, что заявленная потребляемая мощность 1300 Вт достигается при напряжении питания 230 вольт (другими словами, модель изготовлена для европейского рынка, где стандарты сетевого питания иные, чем в России). Поэтому уровень потребляемой мощности при 220 вольт несколько выше заявленного. И, конечно, стоит отметить тот факт, что на данный момент столь высокое соотношение потребляемой мощности (1300 Вт) и мощности всасывания (290 Вт) не встречается ни у одного другого производителя пылесосов.
Отверстие для выхода воздуха. Позади закрывающей его решетки виден пористый звукоизоляционный материал.
Еще один элемент пылесоса остается скрытым от наших глаз: это HEPA фильтр, имеющий форму кольца вокруг мотора. В пылесосах Dyson Cynetic этот фильтр «ловит» не пыль, а аллергены (вся пыль улавливается циклонами), и потому не требует ухода.
Нам снова с ностальгией пришлось вспомнить стародавние времена, когда пылесосы имели на выходе точно такие же отверстия под шланг, как и на входе. А сейчас что ни модель – то своя конфигурация выходного отверстия, и нам нужно как-то собрать весь воздух в сантехнический гофр (К828, ø 110 мм). Пришлось вырезать эластичную манжету гофра по форме выходной решетки и приклеивать ее к корпусу двусторонним скотчем.
Эластичная манжета сантехнического гофра на корпусе пылесоса
Гофр присоединен к выходному отверстию
На срезе гофра установлен анемометр AR-816 с крыльчаткой. Зная диаметр воздуховода и скорость (в допущении, что она постоянна по срезу трубы), определяем расход воздуха на выходе из пылесоса.
Цифровой безмен (динамометр) и перфорированный диск
К всасывающему стыку пылесоса подсоединялся другой пластиковый сантехнический гофр (К116, ø 1 ½ “), завершающийся раструбом с приклеенным на конце резиновым кольцом. На это кольцо мы сверху накладывали пластиковый диск с отверстиями – при работе пылесоса он плотно притягивался к кольцу за счет создаваемого разрежения. Величина разрежения измерялась с помощью динамометра (цифрового безмена). Раструб тянули рукой книзу, пока он не отрывался от подвешенного на крючке перфорированного диска. Чтобы не ошибиться при определении «на глаз» усилия в момент отрыва, процесс снимался на видео, а затем запись просматривалась в замедленном режиме.
В пластиковом диске были просверлены отверстия диаметром 3 мм – относительная площадь каждого отверстия составляла 0,004 от площади раструба, а отношение общей площади этих отверстий к площади раструба было относительным сечением всасывания.
В отличие от теста пылесоса DC62, где для построения кривой в диске делалось от нуля до восьми отверстий, в данном случае замеры проводились при 12, 16 и 20 отверстиях. С одной стороны, это позволило попасть в область характерного максимума мощности всасывания, с другой стороны – сам пылесос не позволил нам уйти в область более низкого сечения всасывания: в этом случае внутри корпуса срабатывал защитный клапан, после чего поток на выходе резко возрастал. Это означает, что конструкцией прибора предусмотрена защита от избыточных нагрузок связанных, например, с перекрытием входного отверстия. По этой же причине мы не смогли измерить максимальное разрежение, полностью закрыв вход для воздуха.
Экспериментальная установка в сборе: 1 – пылесос, 2 – выходной гофр, 3 – анемометр, 4 – измеритель мощности, 5 – цифровой безмен, 6 – перфорированная пластина, 7 – входной гофр, 8 – фотокамера
Зависимость мощности всасывания, разрежения и расхода воздуха от относительного сечения всасывания. Контейнер пылесоса пуст. Полученный нами график не отображает изменение мощности всасывания в зависимости от количества пыли и мусора. Здесь зафиксировано изменение мощности всасывания с пустым контейнером в зависимости от сечения всасывающего отверстия (к примеру, насадки), а далее мы сравним этот «эталонный» график с новыми показателями мощности всасывания при заполненном контейнере для мусора и убедимся, что эти поведение этой величины останется неизменным.
Что же показали измерения? Вот кривая зависимости мощности всасывания, разрежения и расхода воздуха от относительного сечения всасывания, полученная при пустом контейнере пылесоса. Напомним, что мощность всасывания есть произведение двух величин: разрежения, которое создает пылесос, и расхода воздуха, который он через себя прокачивает. Разрежение (оно измеряется в паскалях) — это разница между давлением воздуха в комнате и давлением в полости пылесоса. Именно благодаря этой разнице давлений воздух и всасывается в пылесос, неся с собой пыль. А расход воздуха (он измеряется в куб.м/мин или литрах в секунду) — это объем воздуха, который вентилятор пылесоса прокачивает через прибор в единицу времени.
Будучи произведением двух величин, одна из которых с ростом сечения всасывания растет, а другая – падает, мощность всасывания проходит через максимум, который и был нами зафиксирован.
Зависимость мощности всасывания от относительного сечения всасывания при пустом контейнере, полном контейнере и после трехкратного наполнения и опорожнения контейнера. Поведение мощности всасывания осталось прежним даже после трех последовательных заполнений контейнера пылью.
Мы сняли кривую этой зависимости для трех случаев: когда контейнер пылесоса пуст, когда он полон, и когда он трижды подряд был заполнен пылью до допустимого максимума и опорожнен. Результат говорит сам за себя: мощность всасывания пылесоса Dyson остается неизменной – конечно, она изменяется в зависимости от сечения всасывания, но во всех трех случаях делает это одинаково, т.е. не меняется в процессе эксплуатации.
Зависимость мощности всасывания, потребляемой мощности и их отношения (КПД) от относительного сечения всасывания (контейнер пуст).
Поскольку теперь мы могли измерить еще и мощность, потребляемую пылесосом от сети, была построена кривая ее зависимости от сечения всасывания. Сравните ее с приведенной выше кривой из международного стандарта IEC 60312-1 – точно такое же поведение мощностей и КПД, не правда ли? КПД пылесоса имеет максимум там же, где и мощность всасывания.
Зависимость мощности всасывания, потребляемой мощности и их отношения (КПД) от объемного расхода воздуха (контейнер пуст).
Если кого-то смущает, что на кривой из европейского стандарта по оси Х отложен расход воздуха, а у нас – относительное сечение всасывания, никаких проблем: откладываем и мы по оси Х ту же величину. В поведении кривых совершенно ничего не меняется, поскольку расход воздуха пропорционален сечению всасывания.
Зависимость КПД пылесоса от относительного сечения всасывания при пустом контейнере, полном контейнере и после трехкратного наполнения и опорожнения контейнера. Необходимо отметить, что показатели КПД остаются неизменно высокими в процессе эксплуатации пылесоса.
Последняя кривая для трех условий эксперимента снова подтверждает стабильность показателей пылесоса Dyson: кривые лежат достаточно близко, а максимальное значение КПД составляет около 60%.
Поясним разницу между измеренным нами значением мощности всасывания (около 700 Вт) и заявленной в инструкции (290 Вт). Производитель указывает средний показатель мощности всасывания на насадке при подсоединенных к пылесосу трубе и шланге. В нашем тесте эти объекты отсутствовали, а сечение перфорированного диска было меньше, чем сечение всасывания при их подсоединении, поэтому мы и получили более высокую мощность всасывания.
Итак, мы подвергли пылесос Dyson DC52 animal суровым испытаниям, из которых он с честью вышел: справился с большим количеством собачьей шерсти (завоевав при этом симпатии лабрадора Вики), и, самое главное – продемонстрировал стабильность характеристик вне зависимости от объема пыли, прокачанной через его циклоны и воздушные тракты.
Методика и измерения: Вадим Коляда, кандидат физ.-мат. наук
