Ученые создали устройство, полностью очищающее воздух от пыли

МОСКВА, 21 сен – РИА Новости.

Российские исследователи продолжают искать способы сделать климатическую технику более эффективной, тихой и экономичной для повседневного использования. Одним из таких решений стала новая система, разработанная специалистами Волгоградского государственного технического университета и Тюменского индустриального университета. Она способна удалять из воздуха почти 100 процентов как мелкой, так и крупной пыли, при этом потребляя меньше электроэнергии и создавая значительно меньше шума, чем большинство распространенных коммерческих аналогов. Результаты работы опубликованы в журнале «Жилищное строительство».

Современные системы кондиционирования и очистки воздуха нередко сталкиваются с одной и той же проблемой: чем интенсивнее движение воздушных потоков, тем выше эффективность улавливания пыли, но тем сильнее шум и энергозатраты. Чтобы понять важность новой разработки, стоит учитывать, что значительная часть пылевых частиц в воздухе имеет размер от 2,5 до 5 микрометров. Такие частицы особенно опасны, поскольку легко проникают в дыхательные пути и ухудшают качество воздуха в помещениях. Именно поэтому инженеры и ученые уделяют особое внимание созданию технологий, которые могут обеспечивать глубокую очистку без лишней нагрузки на оборудование.

В существующих сплит-системах для удаления таких частиц обычно применяются высокие скорости закручивания воздушных струй. Однако именно этот подход приводит к заметному увеличению уровня шума, который пользователи часто воспринимают как главный недостаток кондиционеров. По словам представителей ВолгГТУ, новая система позволяет иначе организовать движение воздуха, сохраняя высокую степень очистки и одновременно снижая акустическую нагрузку. Это делает устройство более комфортным для жилых помещений, офисов и других пространств, где особенно важны тишина и стабильный микроклимат.

Кроме того, снижение энергопотребления может сделать такую разработку более привлекательной для массового внедрения. В условиях, когда все больше внимания уделяется энергоэффективности зданий и экологичности инженерных решений, подобные технологии приобретают особую значимость. Авторы проекта рассчитывают, что их система станет основой для создания нового поколения климатического оборудования, которое будет лучше справляться с очисткой воздуха и при этом работать экономичнее и тише.

Проблема очистки воздуха в жилых помещениях особенно остро стоит на первых и нижних этажах зданий, где сильнее всего сказывается уличная пыль и загрязнения, попадающие с фасада, отметил один из авторов разработки, заведующий кафедрой БЖД в строительстве и городском хозяйстве ВолгГТУ Валерий Азаров.

В крупных городах этот вопрос становится еще более значимым из-за постоянного потока транспорта, строительных работ и ветрового переноса частиц, которые оседают на внешних поверхностях зданий и затем проникают внутрь помещений. Именно поэтому обычных бытовых решений часто оказывается недостаточно для поддержания действительно чистого воздуха.

По словам ученого, в таких условиях эффективная фильтрация воздуха возможна либо с использованием промышленных циклонов, либо при условии регулярной и постоянной замены фильтров в стандартных домашних кондиционерах. При этом оба варианта имеют свои ограничения: промышленные системы дороги и громоздки, а бытовые требуют частого обслуживания и не всегда справляются с высокой концентрацией мелкодисперсной пыли.

Чтобы решить эту задачу, ученые ВолгГТУ и Тюменского индустриального университета разработали новую систему очистки воздуха для жилых помещений, позволяющую более эффективно удалять уличную пыль. Такая разработка может стать особенно полезной для квартир на нижних этажах, где качество воздуха напрямую влияет на комфорт и здоровье жильцов.

Переписанный текст:

Устройство не требует дорогостоящего обслуживания и отличается предельно простой эксплуатацией: достаточно лишь периодически удалять накопившуюся пыль с помощью обычного домашнего пылесоса. Это делает систему удобной для повседневного использования и особенно привлекательной в условиях, где важны экономия времени и минимальные затраты на уход. По наблюдениям за 2023–2025 годы, новое устройство демонстрирует высокую эффективность, отделяя до 99% как мелкой, так и крупной пыли размером 8–10 микрометров из воздушного потока. Такой результат подтверждает, что технология способна заметно улучшать качество очистки воздуха даже при значительной запыленности.

Как отмечают разработчики, принцип работы системы напоминает природный водоворот, в котором поток воздуха закручивается и постепенно освобождается от загрязнений. Наружный воздух сначала поступает через лопаточный завихритель с углом наклона 35 градусов, где начинает интенсивно вращаться. Далее он проходит через конус с жалюзийными решетками с шагом 3 мм, и на этом этапе более тяжелые частицы пыли под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам конструкции, после чего попадают в сборный бункер. Благодаря такой последовательной схеме очистки устройство эффективно улавливает загрязнения без применения сложных фильтров и без необходимости частой замены расходных элементов.

В результате система сочетает в себе простоту обслуживания, надежность и высокий уровень очистки воздуха. Именно это делает ее перспективным решением для использования в различных бытовых и технических условиях, где требуется стабильная работа и минимальные эксплуатационные затраты.

Новая система вентиляции не только подает в помещение очищенный воздух, но и делает это более мягко, комфортно и эффективно для человека. По словам одной из разработчиков, профессора кафедры «Техносферная безопасность» Тюменского индустриального университета Натальи Литвиновой, воздушный поток сначала проходит через сорбционные фильтры на основе цеолита и шунгита, где очищается от загрязнений, а затем поступает в помещение через специальные диффузоры. При этом воздух закручивается повторно, что способствует его более равномерному распределению.

Дополнительным преимуществом этой технологии является снижение риска возникновения сквозняков. Как пояснил Азаров, закрученные воздушные струи — веерные и конические — постепенно уменьшают скорость потока в рабочей зоне до 0,15 м/с, что соответствует нормативам, установленным для жилых помещений. Кроме того, температура приточного воздуха успевает выровняться с температурой внутри комнаты, благодаря чему исчезает резкий перепад температур и создаются более комфортные условия для пребывания людей.

Такая схема особенно полезна там, где важно одновременно обеспечить качественную очистку воздуха и сохранить здоровый микроклимат. В результате помещение получает не только свежий, но и подготовленный воздух, который распределяется без дискомфорта для находящихся внутри людей.

В ближайшие годы разработчики намерены совершенствовать эту конструкцию, чтобы на ее основе можно было создавать новые кондиционеры, рассчитанные на разные климатические условия и уровни нагрузки. Кроме того, подобные системы могут быть адаптированы для работы с различными типами загрязнителей воздуха, включая летучие органические соединения, которые особенно опасны для здоровья и качества микроклимата. Такое направление развития позволит сделать оборудование более универсальным, эффективным и востребованным в жилых, коммерческих и промышленных помещениях. В перспективе это откроет возможности для более точной настройки систем кондиционирования под конкретные требования пользователей и особенности окружающей среды.

Источник и фото - ria.ru