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自然風風扇和普通風扇

生活 更新时间:2024-08-02 17:10:45

應對炎炎夏日,你喜歡空調的風,電風扇的風,還是自然界的風?

自然風風扇和普通風扇(為什麼高端風扇的送風更接近自然風)1

很多人都通過空調把室溫降下來,而我家的空調并未常開,反而一直沿用着從1880年發明至今的電風扇。

對風扇的挑剔讓我執着于對風的感知。你能通過觸覺感受到風是否舒爽,通過聽覺感受風是否嘈雜,這也正是很多風扇廠商更疊産品時不斷攻克的兩個技術方向。

01為什麼自然界的風更舒服?

想象一下,夏季室外的陰涼處,迎面而來的微風和風扇直吹過來的風誰讓你更舒适?相信大部分都會選擇自然風。

自然風風扇和普通風扇(為什麼高端風扇的送風更接近自然風)2

體感的區别之一是風速。自然風瞬息萬變,微風的風速比電風扇最低檔位還要弱,但強風比電風扇最高檔還要高。

區别之二是吹拂的面積。空曠的室外風是大面積移動的氣流,整個人都包裹其中。而電風扇的風,吹拂到人體上面積是有限的。

更重要的是區别之三,兩者風的氣流是不同的。電風扇通過電機帶動螺旋槳旋轉,流體呈現旋渦狀,而自然界的風是水平移動的氣流。

綜合三個區别,自然風在體感上肯定是要更舒适的。

02電風扇能否模拟自然風?

你現在可以做一個小實驗,把電風扇的風對着牆面吹,讓風通過牆面反射之後吹拂到你身體上。是否感受到此時的風更像是自然風?

自然風風扇和普通風扇(為什麼高端風扇的送風更接近自然風)3

電風扇的排出的漩渦風,在撞擊牆壁之後,漩渦受到破壞,反方向送出更大面積移動的空氣流,與自然風十分的接近。

那總不至于買風扇送一面牆吧?如果能讓電風扇産生兩種速度的風,讓兩種流體相互協作,是不是也可以達到擴大風面積的效果呢?

自然風風扇和普通風扇(為什麼高端風扇的送風更接近自然風)4

确實如此,我們現在看到一些高端風扇上采用的“95扇葉”果嶺風就是源自這種啟發。當電風扇用上兩組不同的扇葉之後,兩種風速不同的風向前送出時,内側風扇送出的空氣量将變小,外側風扇送出的大量空氣作為内側空氣的補充,被吸入内側。最終兩股流體在某一個點相互碰撞。碰撞之前都是漩渦軌迹,碰撞之後漩渦破壞形成了大面積的擴散,推送到更遠的地方。相關的研究數據表明,這樣的風的擴散是傳統風扇的四倍之多。

自然風風扇和普通風扇(為什麼高端風扇的送風更接近自然風)5

究竟怎樣的扇葉組合才能實現模拟自然風的效果呢?研究人員經過長時間的測試,發現外九内五(外側9扇葉、内側5扇葉)的組合,讓兩者風速差達到1.8倍時,在扇葉大小和運行效率上可以達到最佳匹配的狀态。

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風的面積問題解決了,自然風的“瞬息萬變”要如何模拟呢?無刷直流電機技術的出現,很好的解決了這個問題。傳統風扇都是固定檔位的,但無刷直流電機幾乎可以實現無級變速,高精度的控制讓檔位之間的切換十分順滑,而且這種電機的能耗還特别低,相當于傳統電風扇的五分之一。

03用NASA研究航天器的技術,來實現電風扇的低噪與高效

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無論是航天飛機、跑車、艦船還是今天提到的電風扇,它們在高速移動中都必須克服流體阻力,才能實現效率上的突破。而這一切的答案都在仿生學當中可以尋得。比如鳥兒的翅膀,鲨魚的魚鳍都有一種特殊的流線形态,在仿生學中被稱為“翼斷面”,這種億萬年進化的形态,在流動中的阻力比普通形态的風阻減少了176倍。

當然最早大面積運用“翼斷面”設計的,還屬NASA在航天器上的運用。

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後來我們在高端電風扇的葉輪上也看到了翼斷面的形狀。在送風量相同的情況先,空氣阻力有了非常明顯的下降,而且風阻所産生的噪音也明顯降低了。它所吹出的風,自然也更柔和。

04所以,電風扇怎麼挑選你懂了麼?

我們可以簡單的總結一下:

1、通過内外雙扇葉(95扇葉)的設計,來擴大風的面積。(此處也有不同的解決方案,比如加裝靜子葉片來破壞漩渦氣流,讓風機出口更接近層流,弊端是氣流過于集中,風感太明顯,而擴大靜子葉片也會讓風扇體積增大。)

2、通過無刷直流電機來實現風的無級變速。

3、通過“翼斷面”仿生設計,來降低風阻、降低噪音。

這三者的共同作用,能讓電風扇送出更接近自然風的感覺。

當然,現代風扇設計還有很多妥協之處,比如為了美學而妥協的風扇扇葉大小,為了噪音而妥協的功率大小。畢竟它的存在也因當是融入家居環境之中的。

05塔扇和無葉風扇值得購買嗎?

首先說說塔扇,身材苗條圓筒狀,通過渦輪旋轉後造成風壓産生離心式風力,最後經過内部導風壁将風力傳送出去。它所産生的氣流形态比較接近自然風的水平移動氣流,但卻隻能吹出細長的一道垂直地面的“風幕”,出風面積不及落地風扇,所以它隻能靠不停地搖頭來擴大送風角度。

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這樣的運行原理決定了它的運行效率和噪音控制很難優化到高端落地風扇的水準。渦輪旋轉把風“甩”出來的形式,空氣難免會在狹窄的機身空間裡和外殼發生多點碰撞,能耗損失大,出風的效率降低,噪音也會增大。

當然,如果家裡有小孩,塔扇沒有扇葉相對安全。另外它占地面積小,小戶型且對風量沒有太高要求的用戶可以購買。

而作為“網紅”無葉風扇,相信大家了解的都比較多了。以戴森無葉風扇為例,“無葉”并非憑空出風,而是内部藏着一顆“空氣壓縮機”,利用渦輪葉片的旋轉,從底部進氣孔吸入空氣并增壓,之後排向上部圓環的中空部分,并從圓環邊緣的細縫高速流出,最終形成吹向我們的氣流。

自然風風扇和普通風扇(為什麼高端風扇的送風更接近自然風)10

無葉風扇的風扇巧妙的利用了伯努利原理(流速越快,流體壓強越小),當圓環同時射出高速氣流時,内圈會産生負壓,迫使後方的空氣流入環内。而圓環的設計也沿用了上文介紹的“翼斷面”來減少風阻,增加流速。負壓和噴射氣流力的疊加下,向前噴射的風量确實有所增強。

但疊加的效果也不會無限放大,始終要遵循能量守恒原理,能量的來源是細縫中射出的氣流,所以電機越強勁,風量風速都會成線性遞增。

06有哪些更接近自然風的高性價比電風扇推薦?

推薦一:米家直流變頻落地扇2

618促銷價:329元

特點:雙層扇葉設計、直流變頻電機、AI語音操控

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這款産品采用了7 5雙層扇葉設計,在随機模拟的自然風算法基礎上,雙層結構扇葉同時内外旋轉,産生快慢兩種風速,相互碰撞從而消除漩渦,輸出範圍更大、更立體、更和煦的自然柔風。

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加上直流變頻電機,高效能運行效率及使用壽命都優越于鋁線電機。恒定轉速送風更平穩,節能省電。搭配翼型送風扇葉,最強風量可達20.1m3/min。

推薦二:科西負離子直流落地扇F3

618促銷價:719元

特點:雙層21葉扇、直流變頻電機、智能溫感變頻

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雙層21(7 14)葉海鷗扇,消除漩渦硬風,輸送寬幅自然柔涼風。180度直流無刷電機,風聲低至13分貝。精準溫感探頭實時監測室溫,實現智能溫感變頻,一鍵開啟,擺脫繁雜設置步驟,風速随室溫智能變化,風量剛剛好。

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每小時可将20平房間徹底換氣23次,配合空調均衡室溫,涼爽舒适鮮空氣。負離子随風循環,3分鐘消除1根香煙煙霧。1檔功耗僅2瓦,一夏2度電;智能變頻運轉,一夏5度電。

推薦三:日本kamomefan海鷗扇KLU-281D

618促銷價:799元

特點:柔和自然風、日本美蓓亞電機、可做循環扇

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kamome日語音譯為海鷗之意,fan為風扇,所以kamomefan也稱海鷗風扇。日本潛艇軍艦螺旋槳開發團隊(中島螺旋槳)操刀研發,近千次實驗論證,風量更大更柔。

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海鷗扇将空氣以團狀吹出,将産生氣流紊亂和噪音的中心部風抑制,讓風變得輕柔。日本美蓓亞電機,安靜低噪,檔運行僅耗電1.6W,能省電。還可以當做循環扇來用,手動調節向,上送風,平衡空調房室溫。

推薦三:韓國大宇無葉風扇A1

618促銷價:599元

特點:活性炭濾網、無刷電機、無扇葉設計

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複合活性炭(HESA)納米礦晶濾網,有效的吸附并且過濾掉97%的微顆粒、甲醛及一些異味,先吸附後過濾,防止二次污染。

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升級款無刷電機,實現更低噪音。根據伯努利原理設計出獨有的出風口版面,底部電機的運行帶動氣流高速流動在狹隘的圓弧版内部産生一股相對大的壓強,從而使強勁的風感從出風口散出。無扇葉不傷手,不易覆蓋,方便清洗。

推薦四:戴森無葉電風扇AM07

618促銷價:2069元(京東海外自營)

特點:專利AirAmplifier技術、空氣動力擴散器、直流無刷馬達

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戴森無葉風扇AM07通過更高效的方式引導氣流,減少空氣亂流。專利AirAmplifier技術,能夠放大周圍空氣,形成強勁氣流,無葉片設計氣流自然穩定舒适。

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同時還有以下幾個專利技術:空氣動力擴散器、符合聲學設計的馬達罩、直流無刷馬達、降噪型不對稱環形設計、混合氣流葉輪、改良後的氣流通道、重新設計的入氣孔。從流體力學、聲學多個維度升級送風體驗。

07寫在最後:

夏季氣溫不是特别高的時候,我都會選擇風扇,家裡的老人也不太喜歡吹空調,可能是因為生活在海邊夏天不會太悶熱吧,風扇足夠應對大部分的夏日時光。而且,我并不覺得兩者是沖突的,開空調的時候風扇/循環扇也有很好的均溫作用。

幾百上千的風扇并沒有太本質的差異,都是送風,但好的扇葉、好的電機、好的流體設計都是成千上萬次實驗的結果。有人就為了追求那20%的體感享受,而原意付出80%的産品溢價。如果你也跟我一樣執着于對風的感知,這些産品會給你完全不一樣的體驗。

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