Воздушная заслонка с электроприводом: типы, особенности конструкции, дополнительные противопожарные системы

Компоновка крупномасштабных систем вентиляции подразумевает наличие воздушных дроссельных заслонок, управляемых автоматически либо вручную через комплекс электрических сервоприводов. Электросистема облегчает регулировку работы вентиляции, а также обеспечивает определенный уровень безопасности. Воздушным клапаном системы вентиляции называется специальный механизм, при помощи которого можно контролировать интенсивность нагнетания свежего воздуха из окружающей среды. Современные дроссельные заслонки с электроприводом, обладающие расширенным функционалом, позволяют регулировать скорость движения потоков воздуха в вентиляционных контурах. Для этого применяется ручное управление или автоматизированные системы контроля, которые могут быть электрическими либо пневматическими. Электросистемы являются более распространенными благодаря своей универсальности и возможности интеграции в практически любую схему автоматического воздухообмена. Заслонка с электроприводом для вентиляции обычно выполняется в металлическом корпусе, габаритные размеры которого задаются размером воздуховода, под который производилась та или иная модель клапана. Внутри корпуса находится лопасть на горизонтальной оси. Под воздействием движущей силы электропривода заслонка занимает определенный угол, увеличивая либо замедляя объем нагнетаемого в помещение воздуха.

Подбор типа привода

Электропривод заслонки должен соответствовать определенному типу воздушного клапана не только конструкцией, но и рядом других технических параметров. Если подключение привода к валу лопасти является непосредственным, для правильного выбора необходимо знать размеры вала и габариты самого привода. Это бывает актуальным, если для установки рычажного комплекса недостаточно свободного места. Немаловажным является определение характера управления в зависимости от поставленных перед системой задач. Иногда заслонка просто перемещается между двумя-тремя положениями, однако бывают и другие способы – плавное движение между мертвыми точками, модуляция определенного диапазона и другие схемы работы. Применять электропривод в системах, где заслонки регулируются однократно и после этого не меняют своего положения в течение долгого времени, нерационально. В таких комплексах обычно используются ручные устройства и механизмы, как правило, использующиеся для сезонной настройки подачи воздуха. Воздушная заслонка с электроприводом – оптимальный выбор для комплектации вентиляции, которая функционирует в разных режимах в течение всего года.

Функционал электрических приводов заслонки

Классификация движущих агрегатов для дросселей вентиляции заключается в наличии тех или иных функций:

• предусмотрен ли пружинный возврат – основной признак, по которому подбирается устройство;
• тип управления;
• создаваемый двигателем крутящий момент, который варьируется от 2 до 40 Нм;
• рабочее напряжение (24 – 230 вольт);
• наличие вспомогательных переключающих устройств.

Электрический привод, оснащенный возвратной пружиной, проектируется для заслонки печки, устанавливаемой в системе отопления, а также для работы с комплексами вентиляции и кондиционирования. Их можно использовать для предотвращения задымления помещения, критического снижения либо повышения температуры. Взвод пружины происходит при возвращении лопасти в стандартную рабочую позицию. Если энергоснабжение приостанавливается, механизм спускает пружину, которая автоматически закрывает дроссельную заслонку, возвращая ее в защитное положение. Если заслонка с электроприводом для вентиляции оснащена движущим механизмом без возвратной пружины, ее можно применять для малонагруженных систем. В этом случае пружина не реагирует на отсутствие питания, просто сохраняя ранее заданное положение дросселя. Воздушные заслонки с электроприводом, оснащенным возвратной пружиной, адаптированы под управление тремя типами сигнала – трехточечным, двухпозиционным и модулирующим, диапазон которого – от нуля до 10 вольт. При этом ток в системе энергоснабжения должен быть стабильно постоянным. В том случае, когда свободное пространство для монтажа общей системы ограничено, рекомендуется отдать предпочтение воздушной заслонке с электроприводом без пружинного механизма. Такие приводы имеют меньшие габаритные размеры и совместимы с воздуховодами уменьшенного сечения.

Разновидности управления

Всего различают три типа контроля работы автоматизированной заслонкой:

• двухпозиционное, подразумевающее только открытое либо закрытое положение лопасти;
• трехточечное, либо импульсное;
• при помощи аналогового сигнала.

Каждый тип управления заслонкой подразумевает применение конкретной разновидности электроприводов, а также возможные изменения стандартной конструкции заслонки. Иногда может потребоваться дополнение в виде системы рычагов.

Двухпозиционный привод

Эта разновидность электрических движущих систем позволяет управлять заслонкой только путем подачи либо остановки энергоснабжения. Когда питание включено, система активируется и открывает дроссель, позволяя воздушным потокам проникнуть в помещение через воздуховоды. Если отключить электропитание, двигатель останавливается и возвратный механизм закрывает заслонку, перемещая ее в изначальное положение. Здесь возможна настройка положения лопасти в зависимости от условий эксплуатации и задач, которые выполняет дроссельная заслонка с электроприводом.

Импульсный привод

Особенностью импульсного управления является регулировка угла перемещения лопасти. Трехточечный привод реагирует на подаваемый источником питания импульс, перемещая заслонку на величину, пропорциональную продолжительности воздействия. Положение вращающего вала не зависит от уровня подаваемого на электропривод напряжения; открывающие либо закрывающие сигналы поступают по разным каналам и имеют примерно одинаковые параметры тока. Замкнув один контакт трехточечного электромотора, можно произвести закрытие либо открытие воздушной заслонки. По такому же принципу работает второй контакт, выполняя действие, противоположное предыдущему. Система прекращает работу в том случае, если на обоих контактах отсутствует питание. Такая схема функционирования позволяет перемещать заслонку в нужные положения, поочередно подавая импульсы необходимой продолжительности на нужные контакты.

Аналоговый привод

Аналоговое управление работает по обратному принципу. Перемещение заслонки зависит не от продолжительности сигнала, а от его напряжения. Аналоговый электродвигатель воспринимает рабочее напряжение от нуля до 10В. В некоторых моделях минимальный уровень подаваемого тока равен 2В. Подача сигнала нужной интенсивности выполняется специальным контроллером. К примеру, чтобы открыть заслонку наполовину, прибор посылает на принимающую цепь электропривода ток с напряжением 5 вольт. Для полного открытия дросселя на максимально возможный угол напряжение сигнала увеличивается до предельных 10 вольт.

Подбор оптимальных технических параметров

Чтобы обеспечить бесперебойное функционирование воздушных заслонок, необходимо соблюдать совместимость приводов и механических комплексов. Это гарантирует отсутствие неисправностей либо проблем со своевременным срабатыванием дросселей вне зависимости от их конструкции.

Крутящий момент

Приводя в движение воздушную заслонку, электродвигатель генерирует определенный крутящий момент, который стандартно измеряется в ньютонах на метр. Предел крутящего момента показывает способность того или иного электропривода закрыть нужный клапан при конкретном перепаде давления. Чтобы подобрать нужный крутящий момент, необходимо изучить технические характеристики той или иной модели двигателя. Крутящий момент может изменяться в зависимости от ряда факторов, влияющих на выходную производительность электромотора;

• конфигурация створок воздушного клапана. Если конструкция включает створки, которые разворачиваются в противоположные стороны, можно установить агрегат с меньшей мощностью. Обратная ситуация (параллельно-створчатая система) требует больше крутящего момента для оперативного изменения положения клапана;
• площадь заслонки. Лопасть больших размеров имеет также существенную массу, из-за чего ей требуется больше времени на открытие или закрытие. Существует методика подбора величины крутящего момента привода в зависимости от площади лопасти;
• наличие дополнительной герметизации. Если на краях лопасти либо корпусе клапана расположен уплотнитель, это также потребует увеличенного крутящего момента, так как любой навесной элемент увеличивает нагрузку на двигатель;
• расчетные скорость и давление воздушных потоков, с которыми работает контур.

Критерии подбора крутящего момента, создаваемого электрическим приводом, изменяются также в зависимости от способа монтажа заслонки и общей конфигурации воздуховода. Если клапан установлен так, что воздуховод потерял правильную форму квадрата, для приведения заслонки в движение потребуется крутящий момент в несколько раз выше, чем если бы перекос профиля отсутствовал. Поэтому необходимо уделять внимание качеству установки воздуховодов в процессе сборки системы вентиляции. Необходимо выбирать электропривод, у которого соответствующий штатной нагрузке крутящий момент превышает показатель, необходимый для работы воздушной заслонки. Если дроссель будет оборудован системой рычагов вместо стандартного непосредственного соединения с движущим валом, необходимо также учитывать коэффициент безопасности. В типовых системах воздухообмена эта величина составляет от 30 до 50%. В случае отсутствия конкретных данных либо возможности провести дополнительные расчеты стоит отдать предпочтение приводу больших размеров, тем самым создав гарантию безопасной и бесперебойной работы в критических ситуациях. Если воздушная заслонка с электроприводом представляет собой комплексное сооружение, включающее в себя два и более вращающих валов и занимающее площадь более трех квадратных метров, обычная схема автоматизации не подойдет. Здесь потребуется установка нескольких электроприводов, каждый из которых будет создавать меньшее усилие, формируя необходимый крутящий момент после одновременного запуска.

Напряжение

Каждая модель электрического привода проектируется с учетом напряжения в сети энергоснабжения. Стабильная работа возможна только в случае совпадения напряжения в основной подводящей цепи и расчетного тока электромотора. Электроприводы заслонок выпускаются под два различных вольтажа – 24 или 230 вольт. Определить требуемое напряжение можно путем изучения технических характеристик выбранной модели привода. Несовпадение этого показателя приведет к полной неработоспособности системы.

На что еще обратить внимание

Важным нюансом при выборе электропривода для воздушных заслонок является наличие периферийных устройств, таких как переключатели и системы индикации. С их помощью можно существенно расширить функционал сервоприводов заслонки. Периферийная цепь способна сигнализировать о достижении заслонкой одного из крайних положений либо о завершении перемещения к заданному углу наклона. Благодаря второстепенным переключающим системам оператор сможет управлять дросселем вне зависимости от его положения. Если установлено два устройства переключения, им можно задать любой угол наклона заслонки в диапазоне от 0 до 90 градусов. Шаг будет составлять 5 градусов, чего более чем достаточно для сравнительно тонкой настройки. Основным движущимся элементом электрического привода заслонки является шток. Диапазон хода штока также является критерием выбора модели электромотора, так как стабильная работа системы возможна при равном либо большем ходе штока, чем аналогичный показатель регулирующего клапана. Измерение хода осуществляется в миллиметрах и отражает величину перемещения между нижней и верхней мертвыми точками. Таким же образом определяется степень быстродействия привода, которое отражает, сколько секунд потребуется двигателю, чтобы переместить шток на определенное расстояние в миллиметрах. Скорость работы измеряется в секундах на миллиметр. Еще одним техническим фактором совместимости электропривода и клапанной системы является температурный диапазон. Движущий мотор не взаимодействует с горячим воздухом, перемещающимся по системе, однако нагреву подвержена сама заслонка, которая отдает тепловую энергию на привод через соединительные элементы. Если предполагается эксплуатация в условиях чрезмерной температуры внутри воздуховода, необходимо оснащать электроприводы дополнительными охлаждающими системами.

Приводы противопожарной безопасности

Одной из разновидностей электроприводов для воздушных заслонок являются противопожарные системы. Для их производства используется высококачественный алюминий, который затем покрывается порошковой краской. Внутри пластикового либо металлического корпуса размещаются передающие механизмы, обеспечивающие ручной доступ к управлению дросселями при аварийном прекращении энергоснабжения. Отличительной особенностью противопожарных электроприводов является наличие цепей, реагирующих на аномальные изменения температуры. Типовая конструкция включает в себя два автоматических переключателя. Первая цепь контролирует положение лопасти при температуре до пяти градусов Цельсия, а вторая возвращает створку в защитное положение, если температура внутри воздуховода достигает +80 градусов. Помимо этого, возможно наличие специального терморазмыкающего узла, который будет срабатывать при достижении ранее заданной температуры. https://www.youtube.com/watch?v=wXwGH0ZBZaY