Выбор электропривода для воздушного клапана и заслонки
Пункты для быстрого перехода по статье
- Что такое воздушный клапан
- Подбор привода для воздушного клапана
- Различия между электроприводами воздушных клапанов
- Сервоприводы с возвратной пружиной
- Сервоприводы без возвратной пружины
- Тип управления электроприводов
- Крутящий момент электроприводов
- Таблица подбора электроприводов в зависимости от сечения воздушного клапана
- Таблица подбора электроприводов в зависимости от площади воздушного клапана
- Напряжение питания электроприводов
- Дополнительные (вспомогательные) переключатели электроприводов
- Электрическая схема подключения привода воздушной заслонки
- FAQ: Ответы на вопросы
Габаритные размеры, технические данные и документация
Есть вопросы? Наши специалисты готовы на них ответить!
Что такое воздушный клапан
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.
Каталог приводов воздушной заслонки Каталог воздушных заслонок и клапанов
Подбор привода для воздушного клапана
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.
Различия между электроприводами воздушных клапанов
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.
Сервоприводы с возвратной пружиной
Если необходимо, чтобы при прекращении подачи электроэнергии на привод, воздушная заслонка перемещалась в защитное положение, выбираем привод с возвратной пружиной.
поворотом воздушной заслонки в нормальное положение, взводится возвратная
пружина. В случае отключения напряжения питания, заслонка автоматически
возвращается в охранное положение за счет энергии пружины. Пружинные
приводы могут применяться, например, на заслонках внешнего воздуха
для защиты водяных теплообменников от замораживания.
Данные сервоприводы имеют три вида управляющего сигнала: двухпозиционный, трёхточечный и модулирующий (0…10В пост. тока).
Сервоприводы без возвратной пружины
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).
На фото выше можно сравнить модели от Dastech и Belimo с одинаковым крутящим моментом. Разница модели с возвратной пружиной не только в управлении, но и в габаритных размерах – они больше. Корпус эл.приводов без пружины, как правило, из пластика и они заметно легче. А вот работают модели с пружинным возвратом быстрее, время поворота заслонки AR-05N24S – 70/20 сек., а у LM24A-S – 150 сек. в оба направления.
Тип управления электроприводов
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.
Крутящий момент электроприводов
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 подбора электроприводов в зависимости от сечения воздушного клапана (прямоугольного)
| 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 выбора электроприводов в зависимости от сечения воздушной заслонки (круглой)
| 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 подбора электроприводов в зависимости от площади воздушного клапана
| 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 электроприводов
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.
Дополнительные (вспомогательные) переключатели электроприводов
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
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
Быстродействие электропривода, измеряется в сек/мм и соответствует времени в секундах необходимому для перемещения штока на 1 миллиметр.
Максимальная температура рабочей среды
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.
Электрическая схема подключения привода воздушной заслонки
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)
FAQ: Ответы на вопросы
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.