ایروات در برابر کیلوپاسکال: این دو معیار چگونه قدرت مکش و تمیزکنندگی جاروبرقی را تعیین می‌کنند

خریدارانی که جاروبرقی را بر اساس رتبه بالای کیلوپاسکال می‌خرند، اغلب دستگاهی را به خانه می‌برند که در جمع کردن موی حیوانات خانگی از روی فرش‌های با پرز متوسط مشکل دارد. صنعت لوازم خانگی به سمت تبلیغ فشار استاتیک - قدرت بالابری خام موتور در زمانی که دهانه کاملاً مسدود است - حرکت کرده است، زیرا عدد بالاتر و چشمگیرتری را روی جعبه نشان می‌دهد. اما این معیار جریان هوا را نادیده می‌گیرد و خریداران را با موتوری رها می‌کند که در یک لوله مسدود سخت کار می‌کند، اما نمی‌تواند زباله‌ها را از روی زمین جمع کند. قابلیت تمیزکنندگی واقعی یک جاروبرقی توسط ایروات تعیین می‌شود؛ یک معیار ترکیبی که آن قدرت بالابری خام را در حجم هوای در حال حرکت در سیستم ضرب می‌کند.[2]

تفاوت بین این دو عدد تعیین می‌کند که آیا یک جاروبرقی شارژی ۴۰۰ دلاری واقعاً جایگزین یک جاروبرقی ایستاده سیم‌دار می‌شود یا صرفاً به عنوان یک خاک‌انداز گران‌قیمت عمل می‌کند. کیلوپاسکال مکش مهر و موم شده یا همان قدرت بالابری آب را اندازه می‌گیرد. اگر دست خود را صاف روی لوله جاروبرقی قرار دهید، مقاومتی که پوست شما را می‌کشد همان فشار استاتیک است که با کیلوپاسکال اندازه‌گیری می‌شود. رتبه ۲۴ کیلوپاسکال به این معنی است که موتور می‌تواند ستونی از آب را تقریباً ۹۶ اینچ در یک لوله بالا بکشد. این نیروی کشش خام برای بیرون کشیدن زباله‌های سنگین مانند خاک گلدان یا خاک بستر گربه از عمق الیاف فرش ضروری است.[1]

با این حال، جاروبرقی در طول استفاده عادی هرگز کاملاً مسدود و مهر و موم شده کار نمی‌کند. اگر دهانه کاملاً مسدود شود، هیچ هوایی حرکت نمی‌کند و هیچ زباله‌ای وارد مخزن نمی‌شود. اینجاست که فوت مکعب در دقیقه یا جریان هوا، به نیمه دوم معادله تبدیل می‌شود. جریان هوا همان باد فیزیکی تولید شده توسط موتور است که گرد و غبار جدا شده را از پارویی کف، به داخل لوله و سپس به سیستم فیلتراسیون منتقل می‌کند. یک جاروبرقی می‌تواند موتور قدرتمند ۳۰ کیلوپاسکالی داشته باشد، اما اگر لوله‌های داخلی آن باریک باشند یا فیلترهای آن به شدت محدودکننده باشند، حجم واقعی هوای در حال حرکت در دستگاه برای تمیز کردن یک مسیر پهن بسیار کم خواهد بود.

برای جلوگیری از سوءاستفاده تولیدکنندگان از سیستم با موتورهای پرفشار و کم‌جریان، انجمن تست و مواد آمریکا معیار ایروات را تحت استاندارد ASTM F558 ایجاد کرد. بر اساس اسناد استاندارد ASTM F558، «حداکثر توان هوا (ایروات) حداکثر مقدار حاصل‌ضرب جریان هوا و مکش است» و آن را به عنوان تنها معیاری که کل کار آیرودینامیکی انجام شده توسط سیستم را نشان می‌دهد، تثبیت می‌کند. این فرمول جریان هوا (بر حسب فوت مکعب در دقیقه) را در مکش (بر حسب اینچ آب) ضرب کرده و نتیجه را بر عدد ثابت ۸٫۵ تقسیم می‌کند.[1]

این رابطه ریاضی توضیح می‌دهد که چرا یک جاروبرقی اقتصادی با رتبه ۲۵ کیلوپاسکال اغلب عملکرد بدتری نسبت به یک مدل رده‌بالا با رتبه ۱۸ کیلوپاسکال دارد. تولیدکننده مدل اقتصادی موتوری را نصب کرده که برای فشار استاتیک بهینه‌سازی شده است (که تولید آن نسبتاً ارزان است)، اما از طراحی آیرودینامیکی پارویی کف و سیستم جداسازی سایکلونیک غافل شده است. وقتی مدل رده‌بالا موتور ۱۸ کیلوپاسکالی خود را با یک سیستم جریان هوای بسیار کارآمد و با قطر زیاد جفت می‌کند، ۲۴۰ ایروات تولید می‌کند. مدل اقتصادی که به دلیل جریان هوای داخلی ضعیف خفه شده است، با وجود رتبه فشار استاتیک بالاتر، ممکن است تنها ۱۲۰ ایروات تولید کند.[2]

آزمایشگاه‌های تست مستقل تقریباً به طور انحصاری بر ایروات و درصدهای جمع‌آوری زباله در دنیای واقعی تکیه می‌کنند تا کیلوپاسکال. هنگام ارزیابی توانایی جاروبرقی در پاک کردن گرد و غبار ریز از کفپوش‌های سخت، جریان هوا در واقع بسیار مهم‌تر از فشار استاتیک است. کفپوش‌های سخت نیازی به نیروی بالابری عمیق ندارند؛ آنها به حجم بالایی از هوا نیاز دارند تا سطح را بدون پخش کردن زباله‌ها جارو کنند. دستگاهی که به شدت برای کیلوپاسکال به قیمت کاهش جریان هوا بهینه‌سازی شده باشد، اغلب به جای کشیدن غلات یا برنج به داخل، آنها را روی کفپوش چوبی به اطراف هل می‌دهد.

در مقابل، فرش‌های با پرز متوسط و بلند به تعادلی از هر دو معیار نیاز دارند. فشار استاتیک نیروی لازم برای شکستن پیوند بین موی حیوانات و الیاف فرش را فراهم می‌کند، در حالی که جریان هوا آن موها را به داخل مخزن منتقل می‌کند. یک جاروبرقی ایستاده که برای فرش‌های ضخیم طراحی شده است، معمولاً به حداقل ۱۰۰ ایروات در پارویی کف نیاز دارد تا به یک تمیزی عمیق دست یابد. جاروبرقی‌های شارژی که با خروجی باتری محدود شده‌اند، اغلب برای هم زدن فرش به برس‌های غلتکی موتوردار متکی هستند و با بلند کردن مکانیکی زباله‌ها به داخل جریان هوا، ایروات کلی پایین‌تر را جبران می‌کنند.[1][2]

تغییر رویه به سمت کیلوپاسکال در بازاریابی مصرف‌کننده با ظهور برندهای لوازم الکترونیکی مستقیم به مصرف‌کننده در پلتفرم‌های بزرگ تجارت الکترونیک شتاب گرفت. از آنجا که ایروات به آزمایش‌های استاندارد و شخص ثالث برای تأیید تحت دستورالعمل‌های انجمن تست و مواد آمریکا نیاز دارد، بسیاری از تولیدکنندگان خارجی از این هزینه صرف‌نظر کرده و به سادگی خروجی کیلوپاسکال خام موتور را فهرست می‌کنند. این امر یک رقابت تسلیحاتی در برگه مشخصات ایجاد می‌کند که در آن برندها ۳۰، ۳۵ یا حتی ۴۰ کیلوپاسکال را روی دستگاه‌های دستی تبلیغ می‌کنند که ظرفیت باتری لازم برای حفظ این فشار را برای بیش از چند ثانیه ندارند.[2]

ساختار شیمیایی باتری به طور مستقیم مدت زمانی را که یک جاروبرقی شارژی می‌تواند خروجی ایروات بالا را حفظ کند، محدود می‌کند. تولید ۲۰۰ ایروات یا بیشتر به کشش الکتریکی عظیمی نیاز دارد، به همین دلیل است که اکثر جاروبرقی‌های شارژی رده‌بالا حالت حداکثر مکش خود را تنها برای پنج تا ده دقیقه ارائه می‌دهند. وقتی این جاروبرقی‌ها برای رسیدن به زمان کارکرد ۴۰ دقیقه‌ای به حالت‌های استاندارد یا اقتصادی خود کاهش قدرت می‌دهند، خروجی آنها اغلب به زیر ۵۰ ایروات می‌رسد. خریدارانی که یک جاروبرقی شارژی را ارزیابی می‌کنند باید به ایروات تولید شده در حالت تمیز کردن استاندارد نگاه کنند، نه فقط حالت تقویت‌شده‌ای که به شدت تبلیغ می‌شود.

طراحی سیستم فیلتراسیون نیز تعیین می‌کند که ایروات در طول یک جلسه تمیزکاری با چه سرعتی کاهش می‌یابد. با پر شدن جاروبرقی از گرد و غبار، فیلترهای پیش‌موتور مسدود شده و جریان هوا را محدود می‌کنند. از آنجا که ایروات حاصل‌ضرب مکش و جریان هوا است، افت ۲۰ درصدی در جریان هوا منجر به افت مستقیم ۲۰ درصدی در ایروات می‌شود، حتی اگر موتور همچنان دقیقاً همان فشار استاتیک را تولید کند. سیستم‌های جداسازی چندسایکلونی که گرد و غبار ریز را قبل از رسیدن به فیلتر از جریان هوا خارج می‌کنند، رتبه ایروات خود را به میزان قابل‌توجهی طولانی‌تر از سیستم‌های تک‌سایکلونی یا کیسه‌ای حفظ می‌کنند.[1]

برای مقایسه دقیق دو جاروبرقی، خریداران باید مطمئن شوند که به ایروات اندازه‌گیری شده در پارویی تمیزکننده نگاه می‌کنند، نه در موتور. برخی از تولیدکنندگان از یک خلأ آزمایشی سوءاستفاده کرده و ایروات را مستقیماً در ورودی موتور، قبل از عبور هوا از لوله، شلنگ‌ها و فیلترها اندازه‌گیری می‌کنند. هر خمیدگی در شلنگ و هر لایه از فیلتراسیون هپا مقاومتی ایجاد می‌کند که ایروات نهایی تحویل داده شده به کف را کاهش می‌دهد. موتوری که ۳۰۰ ایروات روی میز آزمایش تولید می‌کند ممکن است تنها ۱۵۰ ایروات در پارویی موتوردار کف تحویل دهد.[2]

اتحادیه اروپا پیش از این در سال ۲۰۱۷ تلاش کرد تا با محدود کردن وات موتور و الزام برچسب‌های انرژی استاندارد که میزان جمع‌آوری گرد و غبار روی فرش‌ها و کفپوش‌های سخت را درجه‌بندی می‌کرد، کارایی جاروبرقی‌ها را تنظیم کند. اگرچه آن برچسب‌های خاص در نهایت به دلیل اختلافات بر سر روش آزمایش در دادگاه لغو شدند، اما اجماع مهندسی زیربنایی بدون تغییر باقی ماند. کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک در دستورالعمل‌های خود برای آزمایش عملکرد لوازم خانگی خاطرنشان می‌کند: «یک موتور با وات بالا که در برابر یک دهانه با طراحی ضعیف کشش ایجاد می‌کند، انرژی را به جای تبدیل به کار آیرودینامیکی، به صورت گرما هدر می‌دهد.»

برای مصرف‌کنندگانی که در بازار فعلی لوازم خانگی جستجو می‌کنند، قانون کلی ساده است. اگر تولیدکننده‌ای فقط کیلوپاسکال را تبلیغ می‌کند و از انتشار مشخصات ایروات خودداری می‌کند، دستگاه احتمالاً به جای کارایی آیرودینامیکی، برای بازاریابی برگه مشخصات بهینه‌سازی شده است. یک جاروبرقی شارژی قابل‌اعتماد که به عنوان تمیزکننده اصلی در نظر گرفته می‌شود باید حداقل ۱۳۰ ایروات را مشخص کند، در حالی که یک جاروبرقی ایستاده سیم‌دار باید از ۲۰۰ ایروات فراتر رود.[2]

نسل بعدی فناوری جاروبرقی در حال دور شدن از افزایش مکش خام و حرکت به سمت مدیریت هوشمند توان است. حسگرهایی که نوع کفپوش و غلظت گرد و غبار را تشخیص می‌دهند، اکنون سرعت موتور را به صورت پویا تنظیم کرده و کیلوپاسکال و ایروات را تنها زمانی افزایش می‌دهند که دستگاه با زباله‌های سنگین یا فرش ضخیم روبرو شود. این امر عمر باتری را حفظ کرده و جریان هوای بهینه را نگه می‌دارد و ثابت می‌کند که هوشمندترین جاروبرقی‌ها دائماً با حداکثر فشار کار نمی‌کنند، بلکه دقیقاً نسبت مناسبی از بالابری و جریان هوا را که برای سطح زیرین آنها لازم است، به کار می‌گیرند.[2]