Воздушные заслонки с электроприводом

Виды и назначение воздушных заслонок, клапанов, фильтров и затворов

Воздухорегулирующие устройства используются в вентиляции для контроля над потоком воздуха или для наладки оборудования. К этой категории относятся и пластиковые воздушные клапаны для квартирной вентиляции, и гигантские механизмы с подогревом и электроприводом для промышленности. От правильного выбора и размещения регулирующих устройств зависит эффективность воздушной вентиляции.

Назначение воздухорегулирующих устройств

прямоугольный воздушный клапан с электроприводом

Воздушные заслонки и клапаны для вентиляции используют для:

• контроля над воздушным потоком;
• перекрытием вентканалов во время остановки системы;
• отладки работы;
• отладки расходов воздуха в воздуховодах вентиляции.

Воздушные клапаны необходимы для прекращения движения воздуха по каналам вентиляции во время остановки системы. Разработаны модификации воздушных клапанов для вентиляции с регулируемыми упорами (дроссель-клапаны), изменяющими воздушный поток. Дроссель-клапаны стандартного вида устанавливаются в системах воздушной вентиляции с давлением не более 1500 Па и концентрацией механических примесей до 100 мг на кубометр.

Воздушные клапаны целесообразно устанавливать в системах с температурой воздуха не выше 800 градусов Цельсия и агрессивностью среды, сравнимой с качествами атмосферного воздуха. В регионах с холодным климатом для вентиляции воздушных компрессорных разработаны модели с электроподогревом.

Воздушные заслонки для вентиляции регулируют объем подаваемого воздуха в вентиляционных системах.

Виды вентиляционных клапанов и заслонок

круглые и прямоугольные воздушные клапаны

Основные виды воздухорегулирующих устройств – воздушные клапаны и заслонки. Ни одна система вентиляции, будь то воздушная компрессорная, офисное здание или развлекательный комплекс, не обходится без этих механизмов.

По форме и функциям вентиляционные воздушные клапаны бывают:

• круглыми;
• прямоугольными;
• обратными;
• противопожарными;
• дымоудаления.

Круглые клапаны для вентиляции

круглый клапан «бабочка»

Используются в воздуховодах круглого сечения и производятся из листового оцинкованного металла толщиной 0,5 – 1 мм, устойчивого к влаге. Конструкция клапанов представляет собой металлический корпус круглого сечения и заслонку. Управляется заслонка механизмом, располагаемым сбоку. Если положение заслонки регулируется вручную, наименование модели содержит литеру «Р», если подключен пневмопривод – «П», электропривод – «Э».

Для воздуховодов малого диаметра удобнее воздушные вентиляционное заслонки с ручным приводом. Клапаны большого диаметра контролируются посредством электропривода. Такие клапаны изменяют интенсивность потока воздуха или полностью перекрывают его движение при остановках системы. Заслонка клапана может удерживаться в необходимом положении. Прикрывается она герметично и пропускает не более 10% воздуха, так как по периметру оснащена уплотнителем.

При регулировке давления заслонка устанавливается в определенном положении. Круглые воздушные клапаны для вентиляции в квартире и на производстве производятся диаметрами 25 – 125 см. Они выпускаются стандартной длины 5 – 7 см, зависящей от диаметра. А дроссельные заслонки 23,5 – 123,5 см. Согласно ГОСТ эксплуатировать их можно при температуре -30… +400 градусов Цельсия, прикрыв от снега и дождя.

Прямоугольные клапаны вентиляции

Они устанавливаются в воздуховодах прямоугольного сечения и используются при температуре -30… +70 градусов. Основной материал для их производства — листовой алюминий, прямоугольные заслонки уплотняются резиновой лентой. В соответствии с названием – отсечно-регулирующий клапан, могут изменять интенсивность потока или полностью его перекрывать.

Самые маленькие прямоугольные дроссель-клапаны выпускаются диаметром 15 х 15 см, самые большие 100см х 100см. Для нестандартных воздуховодов клапаны выполняются по спецзаказу. Так как дроссель-клапаны могут быть источником шума, не желательно устанавливать модели диаметром более 500 мм в жилых, медицинских и общественных зданиях. Клапан крепится в воздуховоде фланцевым и ниппельным соединением, а круглой формы — и бандажным.

Клапаны с электроподогревом СВК-НС выпускаются прямоугольной формы. Это корпус с поворотными жалюзи, на стыках которых нагревательные трубки (электроТЭНы). Они предупреждают обмерзание стыков

Противопожарные клапаны вентиляции

противопожарный прямоугольный клапан

Такие клапаны называются еще огнезадерживающими, устанавливаются в общеобменные вентиляционные системы. Вместе с системой воздушных затворов вентиляции является обязательными по требованиям пожарной инспекции. Необходимы для плотного перекрытия каналов, ведущих через перегородки, перекрытия и стены одного этажа. Противопожарные клапаны останавливают распространение из одного помещения в другое продуктов горения и огня по воздуховодам. Для разворота движения дыма в обратном направлении в системе вентиляции конструируются воздушные затворы. Они предупреждают проникновение огня и дыма из нижних этажей в верхние и фактически являются ответвлением воздуховода вниз. Управляются огнезадерживающие клапаны через электропривод с дистанционным управлением или автоматически. Клапан оснащен тепловым датчиком, передающим сигнал по электромагнитному приводу на пружинный замок, который захлопывает створку. Такие клапаны устанавливаются в помещениях категории «В» по взрывоопасности. В помещениях «А» и «Б» используются только взрывобезопасные клапаны.

Такое оборудование устанавливается в воздуховодах противодымной вентиляции. Располагают клапаны в проемах разделяющих конструкций. Воздушные клапаны дымоудаления быстро отводят дым и продукты горения из зоны пожара подобно воздушным затворам вентиляции, уменьшают подсос в канал дымоудаления из свободных от огня этажей. Таким образом, ускоряется удаление дыма, подается свежий воздух в помещения.

Обратные клапаны для вентиляции

Их отличие в наличии пружины, автоматически закрывающей заслонку и перекрывающей подачу воздуха в противоположном направлении. Устанавливаются обратные клапаны для вентиляции в воздуховод посредством ниппельного крепления. Производятся из стали с антикоррозийным покрытием, а заслонка из листового алюминия. Все обратные воздушные клапаны для вентиляции бывают общего назначения и взывозащищенными. Устанавливаются в вертикальном или горизонтальном положении в зависимости от направления движения воздуха. Взрывозащищенные обратные клапаны для воздушной вентиляции обладают усиленной защитой от огня и искр. Выпускаются прямоугольной и круглой формы, используются в том числе для вентиляции воздушной компрессорной.

Обратные воздушные клапаны типа «бабочка» отличаются центральным расположением оси, на которой крепятся две заслонки. При выключенном вентиляторе они останавливают движение воздуха в обратном направлении. В системы вентиляции квартир чаще всего устанавливают именно эту разновидность воздушного клапана. Подробнее об этом смотрите в видеоролике:

Фильтры для вентиляции

карманный фильтр для вентиляции

Качество атмосферного воздуха, подаваемого в здания вентиляционными системами, нередко бывает неудовлетворительным. Чтобы сберечь здоровье людей, необходимо очищать приточный воздух. На производственных предприятиях часто необходимо фильтровать и отработанный воздух, насыщенный механическими и химическими примесями.

Очищается воздух воздушными фильтрами для вентиляции. Фильтры всегда устанавливаются в вентиляционных системах промышленных предприятий, офисных комплексов, медицинских центров, современных жилых домов.

Виды фильтров для вентиляции

ячейковые фильтры грубой очистки

Согласно принципу действия воздушные фильтры для вентиляции бывают:

• насыпные или поглощающие;
• пористые.

Поглощающие насыпные фильтры для воздушной вентиляции заполняются гравием, фарфоровыми вкладышами, каучуковой крошкой, активированным углем, металлической крошкой или коксом. Материал для наполнителя зависит от назначения здания.

Пористые воздушные фильтры создаются из полос с небольшими отверстиями, тканевых или металлических сеток. Иногда их пропитывают маслами.

К пористым фильтрам можно отнести и тканевые: из хлопка или шерсти.

Воздушные фильтры обладают возможностью:

• грубой очистки – удерживают частицы больше 10 микрон;
• тонкой очистки – удерживают частицы 1 – 10 микрон;
• экстра тонкой очистки – удерживают частицы 0,1 – 1 микрон.

Форма и содержимое фильтра диктуется его назначением. Например, для грубой фильтрации подойдет металлическая или синтетическая с пропиткой сетка. Такой фильтрующий материал производится в виде отдельных вкладышей или полос.

размещение фильтра в воздуховоде

Фильтры для тонкой очистки как правило производят из стекловолокна. Они бывают складчатыми, карманными и электростатическими. Широко применяемый наполнитель – активированный уголь, улавливающий и механические включения, и зловоние, опасные газы.

Фильтры экстра тонкой очистки выполняют из листов специальной субмикронной бумаги, склеенных между собой или стекловолокна.

В медицинских учреждениях, детских садах и школах устанавливаются комбинированные мультифильтры, способные улавливать все виды примесей.

Воздушные фильтры для систем вентиляции выпускаются в виде кассет или панелей, которые можно заменять. Для удобства размеры вкладышей стандартны. А корпус выполняется под диаметр воздуховода и может быть прямоугольным или круглым.

Это отдельный вид воздушных фильтров для систем вентиляции, используемый в вытяжных системах. Аэрозольные фильтры предупреждает утечку вредных продуктов производства в атмосферу. Применяются они в основном в химической и атомной промышленности.

Аэрозольные фильтры обеспечивают совершенную очистку воздуха в помещениях фармацевтических предприятий и чистых цехов (где производятся точнейшие микросхемы).

Для очистки воздуха в вентиляционных системах в качестве воздушных фильтров применяются вихревые уловители, циклоны, рукавные фильтры, аппараты для аквамойки воздуха.

Выбор электропривода для воздушного клапана и заслонки

Содержание статьи:

Воздушный вентиляционный клапан – это устройство систем вентиляции, которое применяется для регулирования и контроля воздушного потока. Дросселирующие клапаны применяются для регулирования скорости воздушного потока в вентиляционной системе при помощи ручного или автоматического привода (электрического или пневматического).

Внешне клапан представляет собой металлический корпус, изготовленный под определенный размер воздуховода, внутри которой расположена лопатка, закрепленная на оси и приводимая в движение рычагом или электроприводом.

Выбор соответствующего привода для конкретного воздушного клапана требует рассмотрения и учёта ряда факторов:

• Каким образом подключён привод к рабочему валу клапана: напрямую или с помощью рычажного приспособления. Если напрямую, то необходимо учесть размеры рабочего вала клапана (штока) и размеры привода
• Что будет приводить в действие исполнительный механизм? Будет ли он ручным, электрическим или пневматическим?
• Какую задачу в управлении системой вентиляции должен выполнять воздушный клапан? Будет ли это двухпозиционное, модулирующее, плавное или какое-то другое управление?

Если воздушная заслонка должна быть зафиксирована в одном положении после первоначальной регулировки (например, балансировочная заслонка) или если ее положение нужно менять только пару раз в год (к примеру, для переключения лето / зима), может быть задействован исполнительный механизм ручного привода. Если заслонка требуется для автоматической работы в составе системы вентиляции и кондиционирования, должен быть предусмотрен электрический или пневматический привод.

Далее мы будем рассматривать только электрические приводы, подключаемые напрямую.

Электроприводы воздушных клапанов систем вентиляции разделяются по:

Пружинному возврату

без возвратной пружины

с возвратной пружиной

Управлению
• Двухпозиционное (открыто и закрыто)
• 2-х и 3-хтрехпозиционное
• Модулирующее (плавное 0…10В)

Крутящему моменту
• от 2Нм до 40Нм

Напряжению
• 24В
• 230В

Вспомогательным переключателям
• без дополнительных переключателей
• с дополнительными переключателями

Сервоприводы воздушных клапанов имеют два основных деления: на приводы с пружинным возвратом и приводы без пружинного возврата.

Электроприводы с возвратной пружиной разработаны для применения в системах отопления, вентиляции и кондиционирования. Выполняют охранные функции, предназначены, например, для защиты от замораживания, задымления. При перемещении воздушной заслонки клапана в нормальное рабочее положение, в электроприводе взводится возвратная пружина, при прекращении подачи питания энергия, запасенная в пружине, возвращает заслонку в защитное положение.

Электроприводы без возвратной пружины разработаны для управления воздушными заслонками в системах вентиляции и кондиционирования воздуха зданий. В данных приводах пружина, при прекращении подачи питания, сохраняют заданную позицию.

Если необходимо, чтобы при прекращении подачи электроэнергии на привод, воздушная заслонка перемещалась в защитное положение, выбираем привод с возвратной пружиной.

Данные сервоприводы имеют три вида управляющего сигнала: двухпозиционный, трёхточечный и модулирующий (0…10В пост. тока).

Если необходимо, чтобы при прекращении подачи электроэнергии на привод, воздушная заслонка оставалась в исходном положении, выбираем привод без возвратной пружины.

Приводы без встроенной возвратной пружины при отключении напряжения питания остаются в том же положении.

Данные сервоприводы имеют три вида управляющего сигнала: двухпозиционный, трёхточечный и модулирующий (0…10В пост. тока).

Двухпозиционные электроприводы (управление открыто/закрыто) управляются включением или выключением электропитания. Включение питания запускает привод и приводит его в заданное рабочее положение. Отключение питания позволяет пружине привода вернуть воздушную заслонку в первоначальное её положение, в зависимости от того, является ли оно «нормально закрытым» или «нормально открытым».

Трёхточечное управление (импульсное управление) — шток перемещается на величину пропорциональную длительности питающего сигнала. При трёхточечном управлении положение штока не зависит от напряжения и на электропривод поступает сигнал открытия или закрытия. В случае трёхточечного управления величина управляющего сигнала постоянная, но поступает он по разным каналам. При замыкании одного контакта, привод открывается (либо закрывается), при замыкании второго контакта, привод закрывается (либо открывается). Если питание не подается ни на первый, ни на второй – привод останавливается. Таким образом, с помощью подачи последовательности импульсов/пауз на соответствующие контакты, привод может быть перемещен в любое положение.

Аналоговое управление (пропорциональное) — шток перемещается на величину пропорциональную величине управляющего сигнала (напряжения или тока). При аналоговом управлении (прямом) положение штока электрического привода зависит от величины подаваемого напряжения в диапазоне от 0 до 10В (2-10В). Например, если контроллер определил, что регулирующий клапан управляемый электроприводом должен быть открыт на половину, то он посылает аналоговый управляющий сигнал номиналом в 5 Вольт, если клапан следует полностью открыть, то должен быть сформирован управляющий сигнал – 10В.

Определившись с типом управления, выбираем крутящий момент привода.

Усилие закрытия электропривода измеряется в Ньютонах на метр (Нм). От величины усилия зависит, какой клапан и при каком перепаде давлений электропривод сможет закрыть. Необходимое усилие для закрытия указывается в характеристиках регулирующего клапана.

Фактический крутящий момент, необходимый для работы клапана, зависит от ряда факторов:

• Площадь воздушной заслонки, чем больше воздушная заслонка, тем выше должен быть крутящий момент привода. Ниже приведена таблица зависимости крутящего момента от площади воздушной заслонки.
• Воздушные клапаны с разворачивающимися в противоположные стороны створками требуют немного меньшего крутящего момента, чем клапаны с параллельно-створчатым механизмом.
• Воздушные клапаны обладающие большой герметичностью (имеющие уплотнитель на заслонке или жалюзи клапана, уплотнитель на корпусе клапана) требуют большего крутящего момента, чем заслонки без повышенной герметичности (с малой утечкой).
• Давление в системе вентиляции и скорость воздушного потока также оказывают влияние на требования к крутящему моменту клапана.

Как заслонка устанавливается в воздуховоде и как установлен привод, может существенно повлиять на требования к крутящему моменту. Клапаны, установленные с перекосом квадратного профиля (потеря правильной прямоугольной формы), могут потребовать во много раз больше крутящего момента, чем заслонки, установленные ровно и правильно.

Таблица крутящего момента в зависимости от сечения клапана
Сечение воздушного клапана, мм	200	250	300	400	500	600	700	800	1000	1200	1400	1600	1800	2000
200	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	5 Нм	5 Нм	5 Нм	5 Нм	5 Нм
250	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	5 Нм	5 Нм	5 Нм	5 Нм	8 Нм	8 Нм
300	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	5 Нм	5 Нм	5 Нм	5 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм
400	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	5 Нм	5 Нм	5 Нм	5 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм
500	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	5 Нм	5 Нм	5 Нм	5 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	10 Нм	10 Нм
600	3 Нм	3 Нм	3 Нм	5 Нм	5 Нм	5 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	10 Нм	10 Нм	10 Нм	10 Нм
700	3 Нм	3 Нм	5 Нм	5 Нм	5 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	10 Нм	10 Нм	10 Нм	20 Нм	20 Нм
800	3 Нм	3 Нм	5 Нм	5 Нм	5 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	10 Нм	10 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм
1000	3 Нм	5 Нм	5 Нм	5 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	10 Нм	10 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм
1200	5 Нм	5 Нм	5 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	10 Нм	10 Нм	10 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм
1400	5 Нм	5 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	10 Нм	10 Нм	10 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм
1600	5 Нм	5 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	10 Нм	10 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм	30 Нм	30 Нм
1800	5 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	10 Нм	10 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм	30 Нм	30 Нм	30 Нм
2000	5 Нм	8 Нм	8 Нм	8 Нм	10 Нм	10 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм	20 Нм	30 Нм	30 Нм	30 Нм

Таблица крутящего момента в зависимости от сечения заслонки
Размер заслонки	100 мм	125 мм	160 мм	200 мм	250 мм	315 мм
Площадь сечения	0.008 м²	0.012 м²	0.02 м²	0.03 м²	0.05 м²	0.08 м²
Усилие электропривода	2 Нм	2 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм	3 Нм
Пример	DA-02N24		Dastech DA-04N220
Размер заслонки	355 мм	400 мм	500 мм	630 мм	800 мм	1000 мм
Площадь сечения	0.1 м²	0.13 м²	0.2 м²	0.31 м²	0.5 м²	0.79 м²
Усилие электропривода	3 Нм	4 Нм	5 Нм	6 Нм	8 Нм	16 Нм

Таблица крутящего момента в зависимости от площади заслонки
Усилие	Площадь заслонки до	Пример электропривода
2 Нм	0,4 м2	Belimo CM24-SR-R (2Нм/24В)
2.5 Нм	0,5 м2	Belimo TF230 (2.5Нм/230В)
3 Нм	0,6 м2	Belimo LU230A (3Нм/230В)
4 Нм	0,8 м2	Belimo LF24 (4Нм/24В)
5 Нм	1 м2	Belimo LM24A (5Нм/24В)
7 Нм	1.5 м2	Siemens GMA121.1E (7Нм/24В)
8 Нм	1,5 м2	Lufberg DA08N24 (8Нм/24В)
10 Нм	2 м2	Belimo NF230A (10Нм/230В)
15 Нм	3 м2	Siemens GEB331.1E (15Нм/230В)
16 Нм	3 м2	Lufberg DA16N220 (16Нм/230В)
18 Нм	3.5 м2	Siemens GCA321.1E (18Нм/230В)
20 Нм	4 м2	Belimo SM230A (20Нм/230В)
24 Нм	4,5 м2	Lufberg DA24N220S (20Нм/230В)
25 Нм	4.5 м2	Siemens GBB331.1E (25Нм/230В)
30 Нм	6 м2	Belimo EF230A (30Нм/230В)
32 Нм	6 м2	Lufberg DA32N220 (32Нм/230В)
35 Нм	7 м2	Siemens GIB331.1E (35Нм/230В)
40 Нм	8 м2	Belimo GM230AE (40Нм/230В)

Производители сервоприводов указывают в паспорте рекомендуемую площадь воздушной заслонки, впрочем, рекомендации могут сильно отличаться, так компания Белимо для модели NM230A-S (10Нм/230В) указывает заслонку до 2м², а вот компания Сименс для аналогичной модели GLB336.1E (10Нм/230В) указывает меньшую площадь – до 1.5м².

Напряжение питания электрического привода должно соответствовать напряжению питания управляющего контроллера, к примеру, к контроллеру питающегося от сети напряжением 24V, можно присоединять только электропривод с питанием в 24V. Большинство сервоприводов выпускаются на 24В или 230В. Соответственно выбор ограничивается всего двумя вариантами.

Приводы могут выпускаться с дополнительными переключателями, которые выполняют добавочные функции, предназначены для сигнализации конечных положений или выполнения функции переключения при любом положении заслонки. Точки переключения для переключателей А и В (по одной для каждого) можно задавать независимо друг от друга в диапазоне 0–90° с шагом в 5°.

Ход штока электропривода, измеряется в миллиметрах и соответствует расстоянию между максимальным нижним и максимальным верхним положением штока. Ход штока электрического привода должен быть больше либо равен ходу штока регулирующего клапана.

Быстродействие электропривода, измеряется в сек/мм и соответствует времени в секундах необходимому для перемещения штока на 1 миллиметр.

Максимальная температура рабочей среды, при которой допускается применять электрический привод. Сам электропривод с теплоносителем не контактирует, но тепло от теплоносителя передаётся по штоку клапана к штоку электрического привода. В случае если рабочая температура больше максимальной температуры, следует применять охладители штока.

Электрическое подключение воздушного привода без возвратной пружины с 2/3х позиционным и плавным управлением на 24В и 220В

Электрическое подключение воздушного привода с возвратной пружиной с 2х позиционным и плавным управлением на 24В и 220В. Схема подключения вспомогательных переключателей (на 1 SPDT и 2 SPDT)

Вопрос. Можно использовать противопожарный привод на воздушной заслонке?
Ответ. Да можно. Принцип работы электропривода ОЗК аналогичен сервоприводам, устанавливаемым на вентиляционные заслонки.

Вопрос. В чём отличие воздушного привода от противопожарного?
Ответ. Принцип работы одинаков, но есть отличия в используемых материалах. К примеру: на пожарных Belimo применяется корпус из огнестойкого негорящего пластика или металла, втулки и редуктор выполнены из металла. Т.е. пожарные сервоприводы соответствуют требованиям противопожарной безопасности (предъявляемые к клапанам ОЗК), а воздушные нет.

Так же есть различие в передающем звене для установки на вал. У пожарных оно в основном рассчитано на квадратный вал 12х12 мм, а у вентиляционных применяется универсальный захват, который подходит и на круглый, и на квадратный вал разного размера.

Вопрос. Есть электроприводы с пружинным возвратом и плавным управлением?
Ответ. Есть, но не у всех производителей. Например, у Belimo и Lufberg есть, а у Nanotek нет.